Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали принципиально новый тип мозговых датчиков, способный записывать активность глубоких структур мозга с невероятной точностью. Это не только открывает двери для лечения целого ряда неврологических заболеваний, включая эпилепсию, болезнь Паркинсона и хронические боли, но и приближает нас к возможности прямого подключения мозга к компьютеру.
Сверхтонкий электрод
Традиционные методы, такие как стереоэлектроэнцефалография (SEEG), используются для лечения эпилепсии и других расстройств, но имеют ограничения: их электроды имеют низкое разрешение и не могут записывать активность отдельных нейронов. Новое устройство, называемое микро-стерео-электроэнцефалографом (µSEEG), решает эти проблемы.
µSEEG - это беспроводной, настраиваемый и очень тонкий (меньше волоса) датчик, способный записывать активность отдельных нейронов глубоко в мозге и даже стимулировать их электричеством. Это значит, что врачи могут с высокой точностью определять очаги эпилепсии, стимулировать определенные области мозга для лечения болезни Паркинсона или воздействовать на зоны, ответственные за хроническую боль.
Ключевой особенностью µSEEG является его уникальный метод производства, основанный на технологиях изготовления экранов для цифровых дисплеев. Электроды создаются единым блоком, без необходимости в дополнительных проводах, что уменьшает их толщину и минимизирует повреждение мозга при установке и удалении.
Исследователи создали µSEEG трех размеров: для мелких животных, крупных животных и людей. Тестирование на крысах, свиньях и приматах показало, что устройство может записывать активность мозга на глубине до 10 см, включая сигналы отдельных нейронов.
В клиническом исследовании на двух пациентах, которым удаляли опухоль мозга, µSEEG успешно зафиксировал спонтанную нейронную активность. В то время как традиционные SEEG имеют 8-16 электродов, µSEEG может иметь до 128, а в будущем - и тысячи, что значительно повысит точность диагностики и лечения.
Особые надежды возлагают на µSEEG в лечении эпилепсии. "Пациенты, проходящие SEEG, вынуждены находиться в больнице до 21 дня, - говорит автор исследования Шарона Бен-Хаим. - Новое устройство позволит им вернуться домой и записывать активность мозга в течение более длительного периода, что повысит точность локализации очагов эпилепсии и позволит разработать более эффективные методы лечения".
Помимо эпилепсии, µSEEG имеет потенциал для лечения болезни Паркинсона, двигательных расстройств, ОКР, ожирения, депрессии и хронической боли. Ученые уверены, что это изобретение откроет новые возможности для понимания функций мозга и лечения целого ряда неврологических заболеваний.
Основные преимущества µSEEG:
- Высокое разрешение записи активности мозга
- Возможность записи активности отдельных нейронов
- Беспроводная и настраиваемая конструкция
- Минимальный размер и малое повреждение мозга
- Потенциал для лечения различных неврологических заболеваний
Основные области применения µSEEG:
- Эпилепсия
- Болезнь Паркинсона
- Хроническая боль
- Двигательные расстройства
- ОКР
- Ожирение
- Депрессия
Будущее µSEEG:
- Увеличение количества электродов для еще большей точности
- Разработка интерфейса "мозг-компьютер" для стимулирования и записи мозговой активности
- Расширение спектра применения для лечения различных неврологических заболеваний
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
