Учёные Массачусетского технологического института (MIT) создали технологию, которая может полностью изменить подход к лечению заболеваний мозга. Новая платформа под названием Circulatronics объединяет электронику и биологические процессы, позволяя доставлять импланты в мозг через обычный укол в руку. Без скальпеля, без риска инфекции, без сложных нейрохирургических операций.
Что такое “Циркулятроника”
Проект, над которым команда работала шесть лет, основан на идее сочетания электрической стимуляции мозга и биологических транспортных систем организма. Цель — лечить широкий спектр неврологических и психических расстройств: от болезни Альцгеймера и депрессии до рассеянного склероза и опухолей мозга.
Традиционные методы требуют хирургического вмешательства: в мозг вживляют электроды, что сопряжено с риском воспаления, повреждения тканей и высокой стоимостью. Новая технология устраняет все эти проблемы, заменяя операцию на инъекцию микроскопических биоэлектронных устройств, называемых SWED — sub-cellular sized wireless electronic devices (беспроводные электронные устройства субклеточного размера).
Как работает технология
Каждый SWED — это миниатюрный чип, размером примерно в миллиардную часть длины рисового зёрнышка. Он состоит из тонких слоёв органических полупроводников и металлов и достаточно мал, чтобы поместиться на поверхности кровяной клетки.
Эти наноустройства получают энергию беспроводным способом, используя фотоэлектрический принцип — они преобразуют свет в электричество. Для активации достаточно направить на голову инфракрасный лазер, проходящий через кости черепа.
Такое питание позволяет SWED-у вырабатывать крошечные дозы электричества — нановатты, которых достаточно, чтобы стимулировать конкретные участки мозга с поразительной точностью.
Как импланты попадают в мозг
Главная инновация — не только сами микрочипы, но и способ их доставки. Устройства соединяют с живыми иммунными клетками — моноцитами, которые способны пересекать гематоэнцефалический барьер, недоступный для большинства веществ. Эти клетки естественным образом тянутся к очагам воспаления, характерным для многих заболеваний мозга.
Так формируются гибриды “клетка + электроника”, которые безопасно проникают в мозг, находят нужные участки и самостоятельно закрепляются на месте. После этого достаточно внешнего лазерного импульса, чтобы активировать электрическую стимуляцию нейронов именно там, где это необходимо.
Испытания и результаты
Технологию уже протестировали на мышах. Учёные искусственно вызвали воспаление в определённой области мозга, после чего ввели гибридные клетки в кровоток. Через 72 часа микрочипы оказались точно в целевой зоне.
Затем исследователи активировали их с помощью инфракрасного лазера и зафиксировали резкое увеличение активности нейронов в зоне размером всего 30 микрометров — невероятная точность для такого масштаба.
Эти результаты показывают, что “циркулятроника” может стать основой нового поколения терапии, доступной миллиардам людей, особенно там, где нейрохирургия недоступна.
Команда под руководством профессора Деблины Саркар, основательницы лаборатории Nano-Cybernetic Biotrek в MIT, уже работает над расширением применения технологии. В будущем Circulatronics может использоваться для лечения не только неврологических заболеваний, но и других органов. Например, та же система сможет доставлять беспроводные кардиостимуляторы или управляемые микрочипы для органов.
Разработка коммерциализируется через стартап Cahira Technologies, который планирует начать клинические испытания в течение трёх лет. После этого предстоит пройти процедуру сертификации и одобрения, так что до появления в больницах пройдёт ещё несколько лет.
Но уже сейчас очевидно: “циркулятроника” может стать тем, чем когда-то стали антибиотики — технологией, навсегда изменившей медицину.
