Однажды появится возможность вернуть зрение многим слепым людям. Нейро-имплант, изготовленный с помощью последних достижений в области нанотехнологий, поможет глубже разобраться в механизме передачи сигналов в нервной ткани.

Профессор Йель Ханин (Yael Hanein) из электротехнического отделения Университета Тель-Авива (Tel Aviv University's School of Electrical Engineering) провела фундаментальные исследования в области нейрофизиологии глазного нерва. Результаты, полученные ученым, в будущем позволят надежно интегрировать нейроны сетчатки глаза с электродами, катализирующими рост нервных клеток. Это может существенно облегчить жизнь слепым людям, дав им шанс на возвращение зрения.

Также работы профессора в области имплантов нервной ткани могут быть полезны производителям лекарств, использующихся для лечения заболеваний мозга. О своих достижениях Йель сообщил в журнале Nanotechnology.

Цель нашей работы состояла в разработке биологически совместимого интерфейса, позволяющего связывать живые нейроны и искусственные объекты, такие как электроды, – говорит Йель. – Но, как оказалось, эти знания нужны для понимания работы нейронов, что необходимо для разработки лекарств нового типа».

Рис. 1. Нейроны крысы, выращенные на сфере из сплетенных нанотрубок

Сперва профессор создала шар-«спагетти», состоящий из углеродных нанотрубок, с целью использовать его как фундамент для выращивания на его поверхности нейронов.

Далее, исследователи с помощью электрического тока смогли вырастить на поверхности шара нейроны крысы. Как говорят ученые, выращивание клеток на искусственном субстрате – дело очень сложное и кропотливое, но в итоге исследователями был получен устойчивый нейроэлектрический интерфейс между нейронами и нанотрубками.

Более того, коллега профессора Йель, студент-выпускник Марк Шейн (Mark Shein) наблюдал, как выращенные нейроны крысы обменивались между собой сигналами через шар-посредник.

Не секрет, что углеродные нанотрубки – отличный проводник. Кроме того, они отличаются достаточно высокой биологической совместимостью и хорошими теплопроводными свойствами, поэтому неудивительно, что Йель и ее коллеги выбрали именно их для «основы» для размещения нейронов.

Мы попытались исследовать основные законы работы нейронов – как они взаимодействуют друг с другом и как подключить к ним сторонние сигналы», – объясняет профессор Йель.

Рис. 2. Палочка – нервная клетка сетчатки

В результате исследователям удалось создать работающую нейросеть на искусственной основе, взаимодействующую со сторонними электрическими сигналами. Это – большой шаг вперед в области имплантов для нервной ткани.

Дальнейшие задачи команды исследователей – изучить работу комплекса нейронов в составе головного мозга и «подслушать» сигналы, распространяемые им при «обычной работе» нервной деятельности. В головном мозге распространяются тысячи сигналов, поэтому для понимания процессов, проходящих в нервной ткани, нужно детально их зафиксировать, что возможно только с имплантированием надежно функционирующего «передатчика».

Одно из применений нейроинтерфейса – лечение слепоты у людей с дегенеративными заболеваниями сетчатки (пигментоз сетчатки, например). Как говорит Йель, импланты на основе гибких наноструктурированных материалов с пространственной конфигурацией как у изготовленного ранее «спагетти»-шара могут помочь в росте нейронов на участках сетчатки, где необходимо их восстановление. Но и это – только первый реальный шаг в лечении подобных заболеваний.

Свидиненко Юрий