Многочисленные работы по интеграции электронных схем и биологических организмов строятся на тех или иных операциях по вживлению мёртвого в живое. Открытие шведских учёных может в корне изменить подход и привести к по-настоящему полной интеграции машины и человека. Разветвлённую сеть электродов можно будет создавать прямо в клетках и живых тканях с использованием биологического строительного материала.

Источник изображения: Thor Balkhed

Многолетнее исследование учёных из университетов Линчепинга, Лунда и Гетеборга помогло разработать содержащий специальные ферменты гель с «молекулами сборки», инъекция которого в живые ткани запускает реакции по формированию токопроводящих электродов в живых организмах. При этом никаких внешних воздействий или изменений в генах не требуется, и это первый такой успешный опыт за всю историю исследований.

В ходе опытов учёные вводили чудо-гель в рыбок данио-рерио и в медицинских пиявок. После этого электроды были обнаружены в мозге, сердце и хвостовых плавниках рыбок и вокруг нервной ткани пиявок. Ни рыбки, ни пиявки не пострадали от геля или после синтеза электродов.

«Внося разумные изменения в химический состав, мы смогли разработать электроды, которые были приняты тканями мозга и иммунной системой. Рыбки данио-рерио — отличная модель для изучения органических электродов в мозге», — объяснил Роджер Олссон (Roger Olsson), профессор медицинского факультета Лундского университета.

Электронная схема создаётся в организме практически естественным образом и не оказывает на него пагубного влияния. «В течение нескольких десятилетий мы пытались создать электронику, имитирующую биологию, — сказал Магнус Берггрен (Magnus Berggren), профессор Университета Линчепинга. — Теперь мы позволяем биологии создавать электронику за нас».

Представленная разработка — это лишь основа для будущих кардинальных изменений в подходах для интеграции электронных компонентов в тело животных и человека. С точки зрения медицины открытие даёт надежду на лечение тяжёлых неврологических заболеваний. Речь идёт как о стимуляции поражённых тканей, так и об их замене компьютерными платформами. Но быстрых решений не будет — это точно.

Компания Precision Neuroscience создала устройство, которое называет чем-то вроде седьмого слоя для больших полушарий головного мозга человека. Оно дополнит шесть биологических слоёв и позволит парализованным людям управлять цифровыми устройствами, используя только нейронные сигналы, фактически, силой мысли. При этом вживлять его куда проще, чем многие аналоги.

Источник изображений: Precision Neuroscience

Пациенты с тяжёлыми дегенеративными заболеваниями, такими как боковой амиотрофический склероз (БАС), при котором теряется способность к выполнению любых контролируемых движений, смогут снова общаться с близкими, перемещая курсор и набирая текст с помощью своего разума.

Новое устройство, получившее название Layer 7 Cortical Interface (кортикальный интерфейс 7 слоя), является мозговым имплантатом, позволяющим пациентам с параличом управлять цифровыми устройствами, используя только нейронные сигналы. Внешне Layer 7 напоминает кусок скотча. На самом деле это массив электродов, который тоньше человеческого волоса, что позволяет размещать его на поверхности мозга, не повреждая ткани.

Соучредителями Precision являются Майкл Магер (Michael Mager) и Бенджамин Рапопорт (Benjamin Rapoport), который также входит в состав соучредителей компании Neuralink Илона Маска (Elon Musk). Компания Precision Neuroscience была создана в 2021 году. В отличие от Neuralink, работающей над способами имплантации чипов непосредственно в ткань мозга, Precision полагается на менее травмирующие хирургические технологии.

Для вживления массива Layer 7 в черепе делают очень тонкий разрез, в который и вставляют устройство, «как письмо в щель почтового ящика». По словам Магера, который также является гендиректором Precision, образовавшаяся в результате разреза щель имеет толщину менее миллиметра — она настолько мала, что даже нет необходимости выбривать волосы на голове для выполнения операции.

Количество электродов в массиве можно увеличить, что, как утверждает Магера, в конечном итоге позволит использовать устройство и при неврологических заболеваниях. Что также немаловажно, имплантат можно будет удалить, если пациент решит, что он ему больше не нужен или потребуется замена на более новую версию в будущем.

Джейкоб Робинсон (Jacob Robinson), доцент Университета Райса и основатель компании Motif Neurotech, отметил, что технология Precision несёт меньше рисков для пациента, но поскольку устройство не вводится непосредственно в ткань мозга, сила передаваемых сигналов мозга будет меньше, чем у некоторых других имплантатов.

Precision уже успешно использовала Layer 7 для декодирования нейронных сигналов у животных и Магер выразил надежду на получение в ближайшие месяцы одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на тестирование технологии на людях.