Гибридный биочип научили имитировать постсинапс

Биочипы широко применяются в медицинской диагностике. Задачей таких устройств — имплантируемых или применяемых ex vivo — выступает регистрация различных показателей биоматериала, в некоторых случаях их анализ. Так, имплантируемые биочипы используются для мониторинга активности нейронов. Однако сейчас они не позволяют изучать крупные нейронные сети. Кроме того, работа этих биочипов рассчитана на несколько минут.

В новом исследовании ученые представили гибридный биочип для долгосрочного применения. Устройство представляет собой плоский золотой микроэлектрод с нанокромкой, которая формируется методом фотолитографии. Нанокромка обеспечивает имитацию постсинаптической структуры — с ней в ходе работы контактирует синапс настоящего нейрона. При необходимости размер микроэлектрода может масштабироваться с помощью фотомаски.

Биочип тестировался на прудовиках (Lymnaea). Результаты показали, что устройство позволяет фиксировать электрический потенциал клеток в диапазоне 10,6 микровольта, что значительно превосходит аналоги (около 1 микровольта). Микроэлектрод мог работать в течение нескольких недель. Подчеркивается, что результаты основаны на измерении потенциалов, которые регистрировались биочипами, полностью прилегающими к синапсам.

По словам ученых, технология может применяться как инструмент для персонализированной медицины. Новый биочип также может помочь в прояснении механизмов возникновения неврологических заболеваний, например эпилепсии, или работы когнитивных процессов — обучения и памяти.