Исследователи успешно разработали полностью встроенный беспроводной регистратор сигналов нейронов мозга. Эта инновационная технология позволяет в реальном времени записывать сигналы нейронов мозга, генерируемые инстинктивным поведением приматов, используя беспроводную передачу энергии и связь без необходимости использования батареек.
Исследовательская группа имплантировала беспроводной нейрологический регистратор в мозг нечеловекообразного примата, а именно, экспериментальной обезьяны, и успешно измерила нейрологические сигналы мозга во время естественного поведения, например, приема пищи или закусок, в то время как обезьяна свободно двигалась в течение одного месяца. В состав группы входит профессор Чан Кён-ин из кафедры робототехники и механической электроники в DGIST в сотрудничестве с исследовательской группой под руководством Ли Ён-чжона из Корейского научно-исследовательского института бионауки и биотехнологии.
Статья опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Традиционные регистраторы сигналов нейронов мозга ограничены зависимостью от проводных соединений, которые ограничивают экспериментальную среду, или необходимостью повторной операции для замены разряженных батарей. Однако команда профессора Джана разработала первый в мире беспроводной регистратор сигналов нейронов мозга, способный скрытно измерять сигналы нейронов мозга, не нарушая естественного поведения нечеловеческих приматов. Этот регистратор использует беспроводную передачу энергии и связь без необходимости как в батареях, так и в проводных соединениях.
Недавно разработанный регистратор нейронных сигналов мозга является частью платформы технологии инженерии мозга, которая позволяет изучать инстинктивное поведение приматов. Он облегчает анализ взаимосвязи между активностью мозга и поведением человекоподобных нечеловеческих приматов.
В частности, система включает трехмерные пористые электроды для точного измерения нейронных сигналов в глубоких областях мозга, гибкий нейронный зонд и биоразлагаемый вставной шаттл для безопасной имплантации. Ожидается, что это внесет существенный вклад в изучение нейронных цепей мозга.
Эта технология привлекла внимание как новаторская инновация, разработанная в Корее, позиционируя ее наряду с достижениями Neuralink в Соединенных Штатах и Швейцарского федерального технологического института в Лозанне. В то время как Neuralink продемонстрировал способность заставлять приматов играть в игры, используя только свои мысли, а швейцарский институт позволил параплегикам ходить, эта корейская технология предлагает новую возможность: запись и контроль нейронной активности мозга у нечеловекообразных приматов.
Технология включает беспроводную передачу энергии и связь для обеспечения непрерывной записи нейронных сигналов с минимальными помехами. Кроме того, для расширения ее возможностей применяется анализ нейронных сигналов на основе искусственного интеллекта.
Это достижение таит в себе огромный потенциал для доклинических испытаний электронных лекарственных технологий, направленных на лечение трудноизлечимых и дегенеративных заболеваний мозга, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, что прокладывает путь для будущих терапевтических применений.
«Мы разработали технологию, которая позволяет беспроводным способом измерять нейронные сигналы мозга в естественном состоянии, позволяя нечеловекообразным приматам не осознавать наличие вживленного в их мозг регистратора нейронных сигналов», — сказал профессор Джанг.
«Совершенствуя эту технологию для универсального применения в доклинических и клинических испытаниях , мы надеемся внести вклад в лечение различных трудноизлечимых заболеваний мозга, включая болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, которые по-прежнему представляют собой существенные проблемы для современных технологий биомедицинской инженерии».
