Команда ученых из Южной Кореи и США разработала новый метод работы с болезнями мозга и психическими расстройствами. Устройство, которое используется для лечения, имплантируется в мозг и контролируется при помощи смартфона. Оно позволит более эффективно подходить к работе с такими расстройствами, как депрессия, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, а также справляться с зависимостями и уменьшать боль. Устройство ускоряет процесс обнаружения нарушений и помогает разрабатывать новые методики терапии.
По словам исследователей, изобретение является первым беспроводным устройством, способным передавать лекарства и цветовое излучение в мозг. Также интересными характеристиками механизма являются беспроводная передача энергии и низкое энергопотребление.
Как это работает
Устройство использует небольшие сменные картриджи, похожие на детали конструктора, которые наполнены лекарством. Картриджи созданы по принципу «plug and play» (англ. «включил и играй») — то есть ничего настраивать не надо, все сработает само при включении.
Изначально картриджи были собраны в мозговой имплант для мышей с мягким и ультратонким датчиком. Он состоял из крохотных светодиодов и микрофлюидных каналов, то есть каналов, оперирующих малыми количествами жидкости. Микрофлюидные каналам в мозг доставляется лекарство. Микроскопические диоды воздействуют на нейроны мозга светом.
При помощи простой и удобной программы на смартфоне исследователи могли с легкостью устанавливать нужные дозировки лекарств, количество и интенсивность излучения. Благодаря беспроводным технологиям работа с каждым отдельным животным была возможна и вне лаборатории. Более того, лечение при помощи системы автоматизировано: им не нужно постоянно управлять.
Инновационность изобретения
Изобретение устраняет многие недостатки традиционных методов лечения и изучения болезней мозга. Обычно для поставки лекарств и излучения в мозг нейробиологи используют жесткие металлические трубки и оптические волокна. Для такого подхода характерны две ключевые проблемы. Во-первых, физическая связь устройства в мозге с громоздким оборудованием крайне неудобна, поскольку ограничивает движения пациента. Во-вторых, со временем происходит повреждение мягких тканей мозга.
Беспроводные технологии решают проблему мобильности — больше не нужно соединение с неудобным крупногабаритным оборудованием. Отсутствие жестких структур с металлическими трубками и использование мягких зондов значительно снижают вероятность повреждения мягких тканей мозга и делают новейшее устройство пригодным для долгосрочного имплантирования.
У новой технологии тоже есть недостатки. При применении беспроводных технологий довольно сложно сделать так, чтобы лекарства не испарялись и не заканчивались долгое время.
Будущее управляемых имплантов
Создатели считают, что устройство будет внедрено в клиническую практику. «Мы заинтересованы в дальнейшем развитии этой технологии для создания импланта мозга для клинического применения», — говорит Джэ-Вунг Чжон, профессор электротехники в KAIST (Корейский передовой институт науки и технологий).
По мнению экспертов, с помощью этого устройства можно будет быстрее выявлять нарушения в работе мозга и эмоциональные расстройства. А еще оно позволит исследователям разрабатывать новые методы лечения.
