Мини-чипы вместо операций: революция в лечении болезней мозга уже рядом
Учёные из Массачусетского технологического института сделали революционный шаг в лечении заболеваний мозга. Они разработали микроскопические биоэлектронные устройства, которые могут перемещаться по кровеносной системе и самостоятельно имплантироваться в нужные участки мозга. Всё это без хирургического вмешательства и больших рисков для пациента.
Электроника в клетках: как это работает
Исследователи создали крошечные чипы размером с рисовое зёрнышко и соединили их с живыми клетками. Такой симбиоз позволяет им безопасно передвигаться по кровотоку и проникать через гематоэнцефалический барьер — естественную защиту мозга — не повреждая его. В нужной области имплантаты начинают электростимуляцию нейронов, что помогает лечить различные болезни, от опухолей до неврологических расстройств.
«Живые клетки маскируют электронику, позволяя ей свободно перемещаться и не подвергаться атаке иммунной системы», — поясняет доцент MIT Деблина Саркар.
Она руководит лабораторией нанокибернетики Biotrek, где была разработана технология циркулатроники.
Циркулатроника: лечение без скальпеля
Традиционные мозговые имплантаты требуют сложных операций и стоят сотни тысяч долларов. Новая система позволяет вводить устройства обычной инъекцией в вену руки. После этого они самостоятельно находят нужные участки мозга. Там устройства питаются беспроводной энергией и обеспечивают точную нейромодуляцию. То есть они воздействуют на нейроны с высокой точностью — в пределах нескольких микрон.
Такая технология особенно перспективна при лечении сложных заболеваний, где опухоли или очаги воспаления расположены в нескольких местах и слишком малы для традиционных методов. Учёные уже продемонстрировали эффективность имплантатов на моделях воспаления головного мозга у мышей.
Безопасность и биосовместимость
Главная проблема при создании мини-имплантатов — совместимость с организмом. Электронные устройства интегрируются с иммунными клетками, что делает их «невидимыми» для системы защиты организма. При этом они не повреждают окружающие нейроны и сохраняют функциональность мозга. Тесты показали, что циркулатроника не влияет на когнитивные процессы и движения.
«Наши устройства создают миллионы микроскопических зон стимуляции, повторяющих форму целевой области мозга, при этом не повреждая нейроны», — отмечает Саркар.
Борьба с болезнями будущего
MIT видит широкий потенциал для технологии: от глиобластомы и диффузной глиомы моста до болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и хронической боли. Устройства могут работать глубоко внутри мозга, где хирургический доступ ограничен. Кроме того, эту технологию можно адаптировать для лечения других органов, что, в свою очередь, ещё больше расширяет возможности биомедицинской электроники.
Учёные также разрабатывают дополнительные функции. Чипы смогут анализировать данные прямо на месте. Они смогут создавать обратную связь и синтетические электронные нейроны. Это открывает новые горизонты для симбиоза мозга и компьютера.
Взгляд в будущее
Стартап Cahira Technologies, основанный командой MIT, планирует в ближайшие три года вывести технологию на клинические испытания. Исследователи считают, что циркулатроника превратит лечение самых сложных неврологических заболеваний в платформенную технологию.
«Мы создаём уникальный симбиоз мозга и компьютера, чтобы облегчить страдания людей и преодолеть биологические ограничения», — говорит Саркар. По её словам, мини-имплантаты могут навсегда изменить подход к терапии, делая её безопасной, точной и доступной.
Этот материал подготовлен без спонсоров и рекламы. Если считаете его важным — вы можете поддержать работу редакции.
Ваша поддержка — это свобода новых публикаций. ➤ Поддержать автора и редакцию
Источник(и): Nature Biotechnology
