Исследователи из Медицинского колледжа Корейского университета представили инновационную разработку — мозговой имплант, который позволяет двунаправленно управлять нейронной активностью за счет локального изменения температуры. Технология призвана расширить возможности нейрокомпьютерных интерфейсов и предложить новые подходы к терапии неврологических расстройств.
Современные методы нейромодуляции чаще всего обеспечивают лишь однонаправленное воздействие — либо активируют, либо подавляют работу нейронов, что ограничивает точность управления нервными цепями. Ученые обратили внимание на температуру как на естественный физиологический фактор, способный и усиливать, и ослаблять нейронную активность. Однако реализовать такой подход на практике непросто: сложно точечно нагревать или охлаждать глубокие структуры мозга.
Команда создала компактное устройство, которое можно имплантировать в глубокие отделы мозга. Прибор сочетает терморегулирующий модуль и кремниевый нейронный зонд, а также оснащен матрицей электродов — это позволяет одновременно менять температуру участка ткани и фиксировать возникающие нейронные сигналы. Такая интеграция дает возможность в реальном времени наблюдать, как мозг реагирует на термическую стимуляцию.
Это исследование представляет новую концепцию технологии нейроинтерфейса, которая позволяет как активировать, так и подавлять нейронную активность с помощью одного устройства. Мы ожидаем, что эта технология будет способствовать развитию двунаправленных нейроинтерфейсов, восстановлению нейронных функций и разработке новых терапевтических подходов для широкого спектра неврологических и нейродегенеративных заболеваний, которые по‑прежнему трудно поддаются лечению традиционными методами.
Эксперименты подтвердили работоспособность подхода: охлаждение действительно снижало нейронную активность, а нагрев — повышал. Особый интерес вызвало воздействие на голубое пятно — область мозга, связанную с регуляцией возбуждения и внимания. Стимуляция этой зоны не только меняла характер нейронной активности, но и вызывала заметные физиологические эффекты, например изменение размера зрачка.
Технология перспективна не только для исследований, но и для медицины. В будущем подобные устройства могут лечь в основу двунаправленных интерфейсов «мозг — компьютер», способных не только считывать сигналы, но и передавать в мозг сенсорную информацию — в том числе тактильную обратную связь. Кроме того, избирательное управление нейронными цепями может стать основой для терапии состояний, плохо поддающихся традиционным методам лечения.
Ранее Наука Mail рассказывала, что мозговой имплант помог пациенту с БАС общаться и работать.