Статья о внедрении появится в начале января в Науке.Так называемые «поверхностные внедрения» достигли контрольно-пропускного пункта; они не могут быть применены длительный срок к спинному мозгу или мозгу, ниже защитного конверта нервной системы, иначе известного как «мать твердой мозговой оболочки», потому что, когда движение тканей нерва или протяжение, они трутся об эти твердые устройства. Через некоторое время это повторное трение вызывает воспаление, наращивание ткани шрама и отклонение.
Внедрение, «легкое, делает это»Гибкий и эластичный, внедрение, развитое в EPFL, помещено ниже матери твердой мозговой оболочки, непосредственно на спинной мозг.
Его эластичность и его потенциал для деформации почти идентичны живой ткани, окружающей его. Это уменьшает трение и воспламенение к минимуму.
Когда внедрено в крыс, прототип электронной твердой мозговой оболочки не нанес ни ущерба, ни отклонения, даже после двух месяцев. Более твердые традиционные внедрения вызвали бы значительное повреждение ткани нерва в течение этого промежутка времени.Исследователи проверили прототип устройства, применив их протокол реабилитации – который объединяет электрическую и химическую стимуляцию – парализованным крысам.
Мало того, что внедрение доказывало свою биологическую совместимость, но и оно также сделало свою работу отлично, позволив крысам возвратить способность идти самостоятельно снова после нескольких недель обучения.«Наш имплантат электронной твердой мозговой оболочки может остаться в течение длительного периода времени на спинном мозге или коре, точно потому что у этого есть те же самые механические свойства как мать твердой мозговой оболочки самого. Это открывает новые терапевтические возможности для пациентов, страдающих от неврологической травмы или расстройств, особенно люди, которые стали парализованными после повреждения спинного мозга», объясняет Лэкур, соавтор бумаги, и держатель Стула Бертарелли EPFL в Нейропротезной Технологии.
Гибкость ткани, эффективность электроникиРазвитие имплантата электронной твердой мозговой оболочки было настоящим подвигом разработки. Столь же гибкий и поддающийся растягиванию как живая ткань, это, тем не менее, включает электронные элементы, которые стимулируют спинной мозг при травме. Кремниевое основание покрыто резкими золотыми электрическими следами проведения, которые можно потянуть и протянуть.
Электроды сделаны из инновационного соединения микробусинок кремния и платины. Они могут быть искажены в любом направлении, все еще гарантируя оптимальную электрическую проводимость. Наконец, жидкий микроканал позволяет поставку фармакологических веществ – нейромедиаторов в этом случае – который возвратит к жизни нервные клетки ниже травмированной ткани.
Внедрение может также использоваться, чтобы контролировать электрические импульсы от мозга в режиме реального времени. Когда они сделали это, ученые смогли извлечь с точностью моторное намерение животного, прежде чем это было переведено на движение.«Это – первое нейронное поверхностное внедрение, разработанное с начала для долгосрочного применения. Чтобы построить его, мы должны были объединить экспертные знания от значительного количества областей», объясняет Куртин, соавтор и держатель Стула EPFL IRP в Ремонте Спинного мозга. «Они включают материаловедение, электронику, нейробиологию, медицину и программирование алгоритма.
Я не думаю, что есть много мест в мире, где каждый находит уровень междисциплинарного сотрудничества, которое существует в нашем Центре Нейропротезирования».В настоящее время имплантат электронной твердой мозговой оболочки был, прежде всего, проверен в случаях повреждения спинного мозга в парализованных крысах. Но потенциал для применения этих поверхностных внедрений огромен – например, при эпилепсии, болезни Паркинсона и лечении боли.
Ученые планируют двинуть клинические испытания в людях и развивать их прототип при подготовке к коммерциализации.