Эластичные биосовместимые электроды проследили за активностью мозга

Исследователи разработали эластичные биосовместимые электроды, которые можно использовать для отслеживания активности нейронов. С помощью сенсорной сетки из таких электродов исследователи в течение трех месяцев записывали активность коры головного мозга мышей, сообщается в журнале Advanced Materials.

Для изучения работы мозга ученые исследуют активность нейронов и ее зависимость от разных стимулов. Активность мозга можно регистрировать неинвазивно, например, с помощью электроэнцефалографии, но такие методы заметно уступают в чувствительности имплантируемым электродам. Но и у имплантируемых электродов есть недостатки, такие как недостаточная биосовместимость или низкая гибкость.

Исследователи под руководством Класа Тибрандта (Klas Tybrandt) из шведского Линчёпингского университета разработали новый массив электродов для отслеживания активности мозга. Для того, чтобы он был электропроводным, но в то же время мог растягиваться без сильной потери свойств, ученые решили сделать электроды из сети переплетающихся нанопроводов. Они состоят из диоксида титана, покрытого небольшим слоем золота. Затем из этих нанопроводов формируется сенсорная сетка электродов, которая с двух сторон покрывается слоем прозрачного силиконового эластомера. На концах электродов полимер удаляется и на открытые контакты наносится слой платины, защищающий их от разрушения.

Таким образом исследователи получили равномерную сетку из 32 открытых и соприкасающихся с тканью мозга металлических контактов размером 50 на 50 микрометров, от которых отходят длинные контакты, присоединяемые к считывающему устройству. Ученые протестировали прототип сетки, имплантировав ее в головной мозг мыши. После трех месяцев эксперимента качество сигнала с 28 из 32 электродов не изменилось, еще три электрода стали показывать более слабый сигнал и только один электрод совсем перестал работать.

В прошлом году исследователи разработали другую технику для создания эластичных металлических сенсоров из неэластичных материалов. Для этого они предложили делать на них надрезы в стиле японской техники киригами. В результате они создали из плохо растягивающихся материалов лист, который не разрушается при растяжении в несколько раз.

Григорий Копиев