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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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