Гибкая мини-система спинномозгового зондирования может привести к улучшению методов лечения

К спинному мозгу сложнее подобраться для изучения, чем к головному. Понимание того, как именно он функционирует, затрудняет его анатомическое строение и подвижность.

Нейроинженеры Университета Райса усовершенствуют массив наноэлектронных нитей (зонд NET) для использования в позвоночнике, которые успешно применяются для сбора долгосрочных и высокоточных данных нейронов мозга головы.

Кроме фиксирования активности нейронов зонды NET могут обеспечивать настраиваемую стимуляцию соседних нейронов в определенных зонах. Исследователи планируют максимально расширить функции зонда, встроив его в крупномасштабную систему обработки данных.

Разработанный инструмент поможет нейробиологам раскрыть секреты работы спинного мозга и уменьшить симптоматику у пациентов, страдающих от травм позвоночника и сопутствующих заболеваний.

Многое узнать о работе мозга ученым позволило применение электродов для отслеживания активности нейронов. Гибкие миниатюрные NET-зонды легко встраиваются в ткань мозга и лучше жестких зондов, фиксируют информацию от отдельных нейронов.

Промежуточные испытания показали, что при помощи NET-зондов можно получить длительные записи высокого качества от нейронов спинного мозга мышей. Но исследователи нацелены в дальнейшем на адаптацию NET-зондов к структурным и функциональным требованиям спинного мозга.

Нейроны располагаются во внешнем слое мозга (сером веществе), а пучки нервных волокон (белое вещество) находятся внутри головного мозга, что противоположно анатомии спинного мозга. В нем белое вещество находится снаружи, изолируя нейроны, что делает доступ к ним более сложным.

"Мы обычно называем это "изнаночной анатомией" спинного мозга", - говорит Лан Луан, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Университета Райса.

Чтобы обеспечить более простой доступ, ученые разрабатывают зонд такого маленького размера, чтобы его можно было вживлять в разные места позвоночника. При этом он будет погружаться глубже и охватывать нужное количество каналов для сбора данных с нейронов в поперечном сечении спинного мозга.

Еще одна цель нейроинженеров - наделить зонд функциями стимуляции в дополнение к возможности регистрации данных. Определение того, какие нейроны спинного мозга участвуют непосредственно в передаче болевых сигналов, может открыть путь к более действенным методам терапии боли.

Ученые планируют не только улучшить конструкцию зондов, но и включить спинальные NET в миниатюрную, интегрированную систему обработки данных и активизации обратной связи.

0 комментариев