Новый датчик восприятия нервных сигналов способен сделать имплантаты безопаснее

…Но почти все «переходники», существующие сегодня, имеют те или иные серьёзные недостатки. Группа учёных во главе с Мин-юань Чэном (Ming-Yuan Cheng) из сингапурского Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR) разработала компактный и надёжный датчик, предназначенный для долговременной имплантации в кору головного мозга.

Датчик нужно имплантировать в субарахноидальное пространство мозга, то есть в область глубиной всего в 1,0–2,5 мм, лежащую между мягкой и паутинной оболочками головного мозга. Слишком громоздкий набор электродов большой высоты способен случайно соприкоснуться с костями черепа и повредить мягкие ткани, поскольку микродвижения датчика и мозга могут не совпадать. Именно поэтому толщина прибора должна быть минимальной.

Ранее, чтобы добиться этого, использовали микроскопические электроды, полученные из кремниевой подложки. В итоге максимальная длина электродов была ограничена толщиной подложки — чрезвычайно малой, разумеется. Проблему можно было обойти, создавая трёхмерные комплексы на основе двумерных датчиков, однако сложность и дороговизна таких решений сочеталась с громоздкостью конечной конструкции, неприемлемой для имплантируемой в мозг электроники.

Г-н Чэн и Ко создали набор двумерных датчиков и вставили его в тонкую разрезную кремниевую платформу для сборки. Затем полученную структуру объединили с записывающей поступающие нервные импульсы микросхемой. С первого раза успеха добиться не удалось: электроды датчика и записывающей схемы не получалось корректно совместить, из-за чего пришлось ввести дополнительный соединитель. И даже после этого конечный продукт был довольно компактным, всего 750 мкм в высоту.

Полное сопротивление нового датчика нервных импульсов оказалось значительно выше, чем у представленных на рынке аналогов. То же самое относится и к чувствительности. Тесты на биосовместимость показали, что наличие компонентов датчика даже в крайней близости от нервных клеток не повреждает их мембраны и не подавляет клеточный рост.

Сейчас исследователи заканчивают работу над полной интеграцией нового датчика нервных импульсов с микросхемой, обеспечивающей беспроводную связь с имплантатом, и готовятся к созданию финального устройства, которое можно будет вживлять в кору головного мозга.

Отчёт об исследовании опубликован в Journal of Micromechanics and Microengineering.

Подготовлено по материалам Phys.Org.