Неинвазивное изучение глубоких слоев головного мозга

В Сан-Диего был разработан неинвазивный имплант, считывающий активность нейронов в структуре головного мозга. При этом его не нужно погружать внутрь – находясь снаружи он способен распознать импульсы в глубоких слоях мозга. 

Это прозрачный элемент из гибкого полимера, в котором используются микроскопические электроды из графена. Они имеют диаметр порядка 20 мкм, и точно распознают импульсы нейронов на поверхности. Для изучения внутренних изменений используется лазерный микроскоп, направленный на кальциевые нейроны. Максимальная глубина – 250 мкм. 

Проверка на мышах показала, что существует взаимосвязь между поверхностными и глубинными импульсами. Таким образом, это открывает новые возможности для прогнозирования поведения кальциевых каналов, записи их активности, обучения нейросетей. 

Ученые надеются, что это изобретение позволит предупредить проблемы с памятью, контролем синаптической активности, повреждениями и гибелью нейронов. Оно позволит диагностировать и контролировать болезни Паркинсона, Хантингтона, Альцгеймера. 

На данный момент кальциевую активность можно проверить флуоресцентными молекулами, которые светятся в ультрафиолете. Однако глубина исследования ограничена десятыми долями миллиметра. 

Современные ученые сейчас работают над разработкой нового метода на основе МРТ, который поможет изучить мозг без инвазивного вмешательства. Пока максимально приближенный результат получили в лаборатории Джасаноффа, где был разработан датчик, распознающий наночастицы. Однако они пока еще слишком крупные для проникновения в структуры мозга. Поэтому работа в данном направлении продолжается.