Революция в нейронауках — новый имплант для изучения мозга с зарождения

Учёные из Гарвардской школы инженерии представили уникальное биоэлектронное устройство, способное имплантироваться в нервную пластинку головастика — зародышевую структуру, из которой формируются мозг и спинной мозг. Работа была опубликована в журнале Nature и обещает открыть невиданные ранее возможности в изучении раннего развития мозга и нейропсихических заболеваний.

Профессор биоинженерии Цзя Лю отметил, что многие расстройства, такие как аутизм, биполярное расстройство и шизофрения, начинают развиваться на самых ранних этапах формирования мозга. До настоящего времени не существовало технологий, позволяющих измерять активность нейронов именно в этот период. Новая разработка способна заполнить этот пробел.

Новые горизонты в исследовании мозга

Команда создала биоэлектронный имплант из фторированных эластомеров — мягких и гибких материалов, сопоставимых по свойствам с живыми тканями, но обладающих высокой устойчивостью. Это позволило создать устройства, которые буквально "врастают" в мозг, адаптируясь к его естественному развитию. Импланты способны отслеживать нейронную активность на протяжении всего эмбрионального периода — от плоской нервной пластинки до сложной трехмерной структуры мозга.

Ранее похожие технологии применялись только на органоидах — миниатюрных моделях органов из стволовых клеток в лабораторных условиях. Однако работа с живыми эмбрионами амфибий оказалась гораздо сложнее из-за экстремальной мягкости тканей головастика, что потребовало полной переработки материалов и архитектуры устройства.

Лю подчеркнул, что использование естественного процесса развития мозга даёт возможность размещать датчики по всей трехмерной структуре неинвазивно и наблюдать, как меняется нейронная активность со временем. Эта технология не имеет аналогов и открывает новые перспективы для ранней диагностики и понимания нейропсихических заболеваний, а также создания интерфейсов "мозг-машина" следующего поколения.