05.04.2020
PL EN
26.03.2020 aktualizacja 26.03.2020

Nowa technologia odczytywania aktywności mózgu

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Naukowcy opracowali metodę precyzyjnego odczytywania aktywności neuronów w różnych częściach mózgu. Z czasem może to pozwolić m.in. na tworzenie protez sterowanych przez pacjentów czy nowych terapii zaburzeń neurologicznych.

Za pracę mózgu odpowiada elektryczna aktywność neuronów. Dzięki niej myślimy, mówimy, poruszamy się. Elektryczne ładunki na komórkach nerwowych da się mierzyć z pomocą specjalnych elektrod.

Teraz zespół z Francis Crick Institute i dwóch innych ośrodków, na łamach „Science Advances” opisał nową technikę, która pozwala na takie pomiary prowadzone w dużych obszarach mózgu i na różnych jego głębokościach.

Jednym z elementów systemu są super cienkie przewody - 15 razy cieńsze od ludzkiego włosa. Mają tak małą średnicę, że można je umieścić głęboko w mózgu bez obawy o znaczące uszkodzenia. Z mikroskopijnych drucików sygnały płyną od neuronów do mikroczipu, który je analizuje. Przewody te działają właśnie jak elektrody czytające aktywność neuronów. Co więcej, mogą też działać w przeciwnym kierunku - pobudzać neurony z pomocą prądu.

„Technologia ta stwarza podstawę dla dalszego rozwoju w dziedzinach wykraczających poza neuronaukę. Może doprowadzić do powstania technologii przenoszącej sygnały z mózgu do maszyn. W ten sposób na przykład będą pomagać osobom po amputacjach w kontrolowaniu protez kończyn, tak aby mogły podać komuś dłoń czy wstać. Można też ją wykorzystać do stwarzania sygnałów w neuronach mózgu, kiedy uległy one uszkodzeniu i same się nie aktywują, jak ma to miejsce w chorobach neuronów ruchowych” - wyjaśnia kierujący pracami prof. Andreas Schaefer.

System można łatwo skalować - np. od 100 elektrod dla eksperymentów na myszach do aż 100 tys. dla większych zwierząt. To podstawowa cecha, która pozwoli na stworzenie wersji dla człowieka.

„Jednym z największych wyzwań w czytaniu aktywności mózgu, szczególnie w głębszych rejonach jest umieszczenie elektrod w odpowiedniej pozycji bez wyraźnego uszkadzania tkanek i powodowania krwawień. Nasza metoda radzi sobie z tym przez stosowanie odpowiednio cienkich elektrod” - podkreśla współautor wynalazku dr Mihaly Kollo.

„Kolejne wyzwanie to odczyt aktywności wielu neuronów umieszczonych w warstwach o skomplikowanym kształcie w trójwymiarowej przestrzeni. Nasza metoda dostarcza rozwiązania w postaci elektrod, które można łatwo skonfigurować w odpowiednich trójwymiarowych kształtach” - dodaje badacz.

Technologia ma m.in. stać się podstawą nowego systemu łączącego mózg z komputerem, tworzonego już w firmie Paradromix założonej przez jednego z autorów publikacji.

Z urządzenia mają korzystać osoby sparaliżowane i inny pacjenci z kłopotami w komunikacji ze światem zewnętrznym.

Więcej informacji na stronie:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/tfci-nbr032020.php (PAP)

mat/ ekr/

Copyright © Fundacja PAP 2020