Мягкие нанопровода из золота помогут улучшить нейроинтерфейсы
Ученые разработали мягкие нанопровода из золота для применения в нейроинтерфейсах. Такие электроды по механическим свойствам оказались близки человеческим нервам.
Нейроинтерфейсы, позволяющие передавать информацию из головного мозга напрямую в компьютер, становятся все ближе к повседневной реальности и уже не кажутся выдумкой из научно-фантастического фильма. Однако за созданием биосовместимых устройств, которые по своим свойствам близки к естественным нервным тканям человека, стоит множество сложностей и ограничений.
В первую очередь имплантируемые электроды должны быть безопасны. Необходимо, чтобы они состояли из инертных материалов и не вызывали механических повреждений нервных тканей. Это проблематично, поскольку для создания проводников обычно используют твердые металлы, а более мягкие серебряные устройства со временем окисляются, выделяя ионы серебра. В высокой концентрации эти ионы могут быть токсичны для человека.
Ученые из Линчепингского университета в Швеции придумали, как сделать электроды, которые хорошо проводят электрический ток, а по механическим свойствам близки к нервам. Исследователи получили золотые нанопровода и разместили их на силиконовой подложке, придающей электродам эластичность и растяжимость и обеспечивающей плотный контакт с нервом даже во время движения. Результаты работы ученые представили в журнале Small.
В качестве проводящего материала исследователи выбрали золото, поскольку оно нетоксично и одобрено для использования в нейронных имплантах. Однако ученые столкнулись с проблемой: получить тонкие и длинные структуры из золота крайне сложно. Поэтому они сначала «выращивали» нанопроволоки из серебра и наносили поверх них золото, используя серебряные проволоки в качестве шаблона, а затем удаляли серебро.
В результате получались нанопровода, содержащие более 99% золота, толщиной в 1000 раз меньше волоса. Провода помещали на силиконовые пленки, формируя восемь стимулирующих электродов и один противоэлектрод. Такие электроды получались мягкими и эластичными, а после растяжения не деформировались.
Для применения электродов в биомедицинских целях необходимо учитывать срок службы материалов. Ученые оценили стабильность золотых нанопроводов на силиконовых подложках и пришли к выводу, что они прослужат не менее трех лет.
Работу электрода in vivo проверили на крысе. Электрод оборачивали вокруг седалищного нерва и стимулировали с его помощью камбаловидную и большеберцовую мышцы, связанные с этим нервом. Помимо стимуляции нерва, электрод был способен улавливать нервные импульсы.
Разработка безопасных и биосовместимых электродов важна для создания нейроинтерфейсов медицинского назначения. Naked Science уже рассказывал о применении нейроинтерфейсов для восстановления после инсульта, а также писал о том, как с помощью этой технологии парализованному человеку вернули чувство осязания.
Кроме того, интерфейс «мозг — компьютер» могут применять для облегчения симптомов эпилепсии, хронической боли и болезни Паркинсона. Сейчас авторы нового исследования пытаются усовершенствовать полученный ими материал, работают над созданием электродов меньшего размера, которые будут иметь еще более тесный контакт с нейронами и позволят создавать высокочувствительные устройства.
Telegram 
Дзен 
VK Нейроморфные вычисления — это попытка скопировать принцип работы мозга: не последовательно выполнять команды, как обычный процессор, а обрабатывать информацию параллельно, через сеть взаимосвязанных «нейронов», которые активируются в зависимости от поступающих сигналов. Эта идея существует уже несколько десятилетий, но до недавнего времени ее реализовывали на обычной электронной элементной базе. Исследователи из МФТИ провели обширный обзор, в котором систематизировали последние достижения в области фотонных нейроморфных вычислений.
Интриги и тайные свидания — прерогатива не только людей. В мире дикой природы тоже случаются драмы, и одна из них развернулась в лесах Северной Америки. Маленькие серые птицы, известные в науке как гаички Гамбела, долгое время считались образцом супружеской верности, но на деле оказались хитрыми стратегами. Они заводят потомство не только от постоянного партнера, но и от самца-соседа с определенным набором качеств. Авторы нового исследования попытались выяснить, что толкает самок на измену и как это влияет на выживание всего вида.
Самый большой и мощный в мире ускоритель частиц отключили на четырехлетнюю модернизацию. В 2030 году он возобновит работу под новым названием — Большой адронный коллайдер высокой светимости. Этот апгрейд позволит производить примерно в 10 раз больше столкновений частиц, чем изначально. Физики рассчитывают, что поток новых данных поможет обнаружить явления за пределами Стандартной модели, а также прольет свет на природу темной материи, антиматерии и ранней Вселенной.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
В рамках общей теории относительности и квантовой физики у исследователей не получается объяснить все данные наблюдений за космическими объектами. В этот раз ученые попытались описать Вселенную с точки зрения превращения энергии, и этот выбор позволил им составить стройное описание гравитации.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии