Имплант из графена «читает мысли» и одновременно лечит болезнь мозг
Стартап Inbrain Neuroelectronics из Барселоны получил разрешение на проведение первых в мире экспериментов с нейроимплантатом из графена.
В отличие от металлических электродов, графен не подвержен электрохимическим изменениям. Это позволяет использовать более мощную стимуляцию тканей с выраженным терапевтическим эффектом. Графеновые имплантаты не только считывают сигналы, но и лечат.
Когда электроды имплантатов погружаются в мозг или контактируют с его тканями, происходит электрохимическая реакция. Даже слабые электрические сигналы вызывают фарадеевские процессы (окислительно-восстановительные), которые со временем снижают эффективность электродов. Сильные импульсы, необходимые для терапии, усугубляют эту проблему.
Инженеры Inbrain Neuroelectronics решили эту проблему с помощью графеновых электродов. Графен, благодаря своей структуре, обладает высокой проводимостью и не подвержен окислению и восстановлению в электролите. Имплантируемый графеновый датчик может считывать импульсы с нервной ткани и возвращать им мощные стимулирующие импульсы без ухудшения работы электродов.
Этим летом датчик Inbrain испытают в Университете Манчестера во время операции по удалению опухоли мозга. Он поможет определить границы опухоли, чтобы не повредить здоровую ткань. Затем датчик испытают на пациенте с болезнью Паркинсона. Интерфейс поместят в область нигростриарного пути для точного мониторинга мозговой активности.
На втором этапе датчик будет выявлять симптомы, указывающие на изменения в течении болезни, что позволит сократить приём лекарств на 50%. На третьем этапе графеновый нейродатчик используют для терапии болезни Паркинсона. Графеновые электроды выдерживают в 200 раз более сильные импульсы, чем металлические, без фарадеевских реакций.
Производство графеновых датчиков возможно на любом полупроводниковом заводе. Их толщина составляет 10 мкм, а размеры точек-контактов - от 25 до 300 мкм. Компания уже проверила их биосовместимость с тканями мозга крупных животных и уверена в их совместимости с человеческим организмом.