Проблема с обеспечением прямой связи между головным мозгом и каким-либо внешним устройством заключается в том, что эти два объекта общаются на совершенно разных языках. Для передачи информации внутри мозга используются электрические сигналы и электрохимические процессы, происходящие на атомарном уровне. В настоящее время считывание этих сигналов осуществляется при помощи примитивных методов - внедрение электродов с обычными проводами.
Однако, в скором времени эта ситуация может измениться. Группа исследователей из Международного университета Флориды в Майами (Florida International University) разработала способ установления своего рода беспроводного контакта с нейронами головного мозга при помощи специальных наночастиц, которые в количестве 20 миллиардов штук были введены в мозг подопытных мышей.
«Магнитоэлектрические» наночастицы (magnetoelectric nanoparticle, MEN), введенные в мозг грызунов, обладают рядом специальных свойств. Во-первых, они достаточно малы для того, чтобы они могли приблизиться непосредственно к внешней оболочке нейронов на расстояние, позволяющее им реагировать на электрические сигналы нервных импульсов. Во-вторых, эти частицы могут активироваться при помощи внешнего магнитного поля, производя свое собственное электрическое поле, воздействующее на расположенные поблизости нейроны. И это электрическое поле наночастиц может объединять непосредственно с электрическим полем головного мозга.
«Когда MEN-частицы подвергаются воздействию низкочастотного магнитного поля, они генерируют свое собственное локальное электрическое поле на той же частоте» - рассказывает Сахрат Хизроев (Sakhrat Khizroev), ведущий исследователь, - «Это электрическое поле объединяется с полем нейронной сети головного мозга, позволяя вмешиваться извне в работу ее «электрической схемы».
Целью исследовательской группы является создание такой системы, которая обеспечила бы одновременную визуализацию мозговой активности и точную доставку медицинских препаратов. Поскольку наночастицы по-разному реагируют на различные частоты магнитного поля, они могут быть настроены и на высвобождение лекарств. Кроме этого, MEN-частицы могут быть использованы для создания нового типа прямого интерфейса «мозг-компьютер». Обратная связь в таком случае получается за счет измерений магнитных полей, создаваемых наночастицами в ответ на электрические сигналы мозга.
|
