Технологии
Прочее
15.04.2013, 00:01

Беспроводная оптогенетика: Свет в голове

Имплантируемая система, управляемая с помощью радиосигналов, позволяет контролировать деятельность мозга подопытного животного.
Не занимайтесь самолечением! В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.

Оптогенетика — относительно новый метод исследований, использующий световые импульсы для изучения мозга и управления активностью нейронов. Генетически модифицированные нейроны активизируются в ответ на световые импульсы с определенной длиной волны, что позволяет управлять их деятельностью с помощью оптоволокна, вживленного в мозг. Однако провода, выходящие из черепа, затрудняют движения подопытных животных и препятствуют проведению некоторых экспериментов (например, тех, в которых животные должны взаимодействовать друг с другом или находиться в естественной среде обитания). А результаты этих экспериментов важны для разработки методов лечения болезни Паркинсона, наркомании, депрессии и травм спинного мозга.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Решением этой проблемы стало новое гибкое устройство толщиной всего в 20 мкм. И источники света, и датчики, входящие в его конструкцию, по размеру близки к отдельным нейронам. Для питания и управления устройством достаточно радиосигналов — и никаких проводов. Данная разработка может быть использована для вживления не только в мозг, но и в другие ткани, что открывает широкие перспективы использования в исследовательских, диагностических и терапевтических целях.

Имплантат объединяет в себе четыре различных оптоэлектронных устройства, построенных отдельно друг от друга на гибких полимерных подложках, а затем склеенных вместе. Верхний слой — платиновые микроэлектроды, необходимые для стимуляции нейронов и записи их активности. Под ними — кремниевый фотоприемник и группа микроскопических (50 х 50 мкм) светодиодов. Использование светодиодов разных цветов позволяет стимулировать различные группы нейронов, генетически «запрограммированных» реагировать на свет с соответствующими длинами волн. Нижний слой — платиновый датчик температуры. Нить, поддерживающая эту многослойную конструкцию, прикрепляется к микроигле с помощью клея на основе шелка. Когда устройство попадает к месту назначения, клей растворяется, и ученые могут извлечь иглу.

Эксперименты на мышах показали, что вживление данного устройства не вызывает воспаления или инфекции, при этом оно хорошо справляется со своими задачами.