Представлен миниатюрный имплант для управления мозгом через смартфон

Специалисты Корейского института передовых технологий (KAIST) разработали миниатюрный мозговой имплант, позволяющий контролировать нейроны мозга. Устройство способно заряжаться по беспроводной сети извне, благодаря чему может работать в течение длительного времени без замены батареи.

Имплант изготовлен из сверхмягкого полимерного материала, который не отторгается тканями организма, и оснащен крошечными светодиодами (размером с крупицу соли), расположенными на двух тончайших зондах (толщиной с человеческий волос). По словам специалистов, с помощью световых лучей устройство может без проводов управлять нейронами в глубоких слоях мозга.

Данная разработка является усовершенствованной версией импланта, представленного специалистами в 2019 году. Предыдущая версия устройства могла непрерывно доставлять в мозг несколько лекарств и световую стимуляцию по беспроводной сети с помощью смартфона. Обновленная версия импланта получила полностью имплантируемую мягкую оптоэлектронную систему, которой можно дистанционно и выборочно управлять с помощью смартфона.

Новая технология беспроводной зарядки устраняет ограничения, присутствующие в существующих на сегодняшний день имплантах для мозга. В последнее время беспроводные импланты набирают популярность в качестве альтернативы обычным привязанным имплантам, поскольку помогают минимизировать стресс и воспаление у лабораторных животных во время исследований, что в свою очередь увеличивает срок службы устройств. Однако такие устройства требуют либо периодических операций по замене разряженных батарей, либо специальных громоздких настроек беспроводной сети, которые ограничивают экспериментальные возможности и масштабируемость экспериментов.

Чтобы обеспечить беспроводную зарядку аккумулятора и управление, исследователи разработали крошечную схему, объединяющую беспроводной сборщик энергии со спиральной антенной и энергосберегающим Bluetooth-чипом. Переменное магнитное поле может безвредно проникать через ткани и генерировать электричество внутри устройства для зарядки аккумулятора. Затем Bluetooth- имплант с питанием от батареи доставляет программируемые световые узоры к клеткам мозга с помощью «простого в использовании» приложения для смартфона для управления мозгом в реальном времени.

Контролировать имплант для управления нейронными цепями можно где угодно и когда угодно, что делает его универсальным инструментом для исследования функций мозга.

Тот факт, что управлять поведением животных можно с помощью световой стимуляции мозга, просто манипулируя приложением для смартфона, «очень интересен и будоражит воображение», считают ученые. По мнению исследователей, подобные импланты могут открыть новые возможности для исследований мозга и терапевтического вмешательства для лечения заболеваний мозга и других органов.