
Ученые уже достаточно давно ищут новые способы имплантации электродов различных типов, которые эффективно взаимодействуют с нейронами головного мозга человека. В случае успеха, это может быть применено в лечении некоторых неврологических заболеваний таких, как болезнь Паркинсона. И в прошлом месяце группе исследователей из Италии и Великобритании удалось продемонстрировать как графен, один из самых удивительных материалов на свете, может взаимодействовать с нейронами.
Это не первая попытка исследователей использования графена для создания интерфейсов между мозгом и электроникой. Но в предыдущих попытках электроды из графена могли обеспечить лишь сигнал с низким уровнем и низким значением соотношения сигнал/шум. Ученые из университета Триеста (Италия) и Кембриджского университета (Великобритания) разработали улучшенные электроды из необработанного графена.
"Мы впервые осуществили подключение графеновых электродов непосредственно к нейронам" - рассказывает профессор Лаура Баллерини (Laura Ballerini) из университета Триеста, - "При помощи этих электродов мы проверили способность нейронов генерировать электрические сигналы, которые являются отражением деятельности мозга. Наличие электродов никак не сказалось на функционировании нейронов".
До начала экспериментов с графеновыми электродами (graphene-based substrates, GBS) ученые имплантировали микроэлектроды, изготовленные из вольфрама и кремния. Использование матриц таких электродов доказывали свой успех на протяжении какого-то времени, но затем, из-за реакции тела человека на травму, вокруг этих электродов формировались рубцы, которые служили помехой для получения качественных сигналов. А из-за высокой твердости и хрупкости материалов, непригодных для органической среды, матрицы электродов через некоторое время выходили из строя.
Но чистый графен является перспективным, поскольку он обладает гибкостью, прочностью и он биосовместим. Эксперименты ученых, проведенные на нервных клетках мозга подопытного животного, показали, что графен очень хорошо взаимодействует с нервными тканями без отрицательных побочных эффектов.
"В настоящее время мы находимся в той области, где сходятся графеновые технологии и биомедицина" - рассказывает профессор Маурицио Прато (Maurizio Prato), - "В этом случае, развитие биомедицинских устройств на основе графена потребует дополнительных исследований взаимодействия графеновых нано- и микропокрытий с сигнальным механизмом клеток нервных тканей ".
Исследования проводятся под финансированием проекта Graphene Flagship, целью которого является соединение областей теории и практики для сокращения времени по выводу на массовый рынок технологии на основе графена.
|