Исследование биоинженеров позволит продлить срок службы интерфейсов мозг-компьютер (BCI)

Но пока BCI не попал из лабораторий в повседневную жизнь пациентов, без ответа остается вопрос, как заставить организм долгое время уживаться с имплантатами.

Существуют две проблемы. Во-первых, вокруг электродов со временем образуется рубцовая ткань, которая глушит сигналы, поступающие в ближайшие нейроны и снижает напряжение. Во-вторых, наблюдается большая неустойчивость в работе BCI.

Преодолеть эти трудности будет непросто как инженерам, так и нейробиологам. Хорошо, что Козай трудится как раз на стыке этих двух профессий.

В центре внимания его команды является лучшее понимание специфического типа клеток олигодендроцитов, которые, как считает ученый, могут стать ключевым "игроком" в решении дилеммы "человек против машины".

Олигодендроциты образуют миелин, так называемое изоляционное покрытие, которое обеспечивает нейронным связям в мозге ускорение. Без миелина остается лишь длинный ряд оголенных аксонов, которые с трудом передают импульсы по круговым, неровным путям.

Козай считает, что это не только вызывает замедление, но и заставляет нейроны тратить больше энергии, чем расходуют их миелинизированные аналоги.

Если предположение Козая относительно олигодендроцитов подтвердится, то его исследование может иметь глобальные последствия для целого ряда изнурительных заболеваний.

Проблема BCI заключается в том, что имплантация электродов приводит к повреждению кровеносных сосудов, а белки плазмы крови из-за этого улетучиваются туда, где их не должно быть. Они преодолевают гематоэнцефалический барьер, за пределами которого их атакуют иммунные клетки микроглии. В итоге нейроны гибнут.

Но исследователи заметили, что это не единственная проблема. Лишенные кровоснабжения нейроны просто умирают от голода. Козай задался вопросом, можно ли придумать для них какой-либо защитный механизм в такой ситуации.

В рамках нового проекта нейробиолог уделяет особое внимание определенным прогениторным клеткам, каждая из которых может быть основой либо олигодендроцитов, либо рубцовой ткани.

В более раннем исследовании эти клетки были обработаны препаратом, который стимулирует развитие олигодендроцитов. Ученые выяснили, что его введение перед имплантацией увеличивает количество выживших нейронов.

В рамках проекта также планируется изучение здоровья олигодендроцитов в целом. Это позволит более детально взглянуть на травматические повреждения мозга и инсульты, которые сопровождаются снижением кровотока в мозге, а также на рассеянный склероз - аутоиммунное поражение нейронов, первоначально возникающее из-за гибели олигодендроцитов.