Чтобы лучше понять, как потребление алкоголя меняет химию мозга, исследователи из Университета Сассари (Италия) создали беспроводные имплантируемые биосенсоры, измеряющие концентрацию этанола в головном мозге крыс. Будем надеяться, что когда-нибудь это поможет разработать более эффективные препараты для лечения алкогольной зависимости.

По словам Пьера Андреа Серры (Pier Andrea Serra), исследование влияния алкоголя на нейрохимические процессы должно начинаться с самого простого, но и одновременно самого важного — с установления того, как много потреблённого спирта достигает мозга и когда. Но, как выясняется, это всегда вызывает серьёзные трудности. Дело в том, что микродиализ не позволяет проводить анализ на уровень этанола в реальном времени. Кроме того,

провода, тянущиеся от имплантированных в мозг зондов к измерительной аппаратуре, сковывают движение животных. А визуализация с помощью техники магнитного резонанса страдает от недостатка пространственного разрешения.

Рис. 1. Биосенсор и принцип его работы (иллюстрация ACS).

Но ничто не могло остановить итальянцев в их желании наблюдать за концентрацией этанола в реальном времени, в определённой области мозга и так, чтобы провода не путались под ногами. И они разработали беспроводной сенсор, использующий покрытую полимером и ферментами платиновую проволоку. Они окисляют этанол с образованием пероксида водорода, который затем реагирует с платиновой проволочкой, генерируя электрический сигнал, пропорциональный количеству спирта. Эти датчики учёные имплантировали в головной мозг лабораторных крыс, ввели им в желудок спирт и с умилением наблюдали рост электрического сигнала через 30 минут после старта эксперимента.

Именно столько времени потребовалось алкоголю, чтобы достичь мозга животного.

Биосенсор способен измерять концентрации спирта в интервале от 300 мкМ до 40 мМ, что в крысином эквиваленте можно описать как «медленное посасывание коктейля — проглатывание рюмки водки».

Недостатком датчика является его малая химическая стабильность: чувствительность сенсора падает всего через две недели использования, чему виной возрастающая интерференция от других химических компонентов мозга. Таким образом, модернизации разработки не избежать.

Учёные надеются, что им в итоге удастся понять, как различные концентрации алкоголя влияют на продуцирование дофамина на ранних стадиях привыкания. Кроме того, сенсор должен помочь выяснить, какое действие специальные лекарственные препараты оказывают на те или иные концентрации спирта в головном мозге.

Ну а для тех, кто заинтересовался беспроводной передачей сигнала с электродов, спешим сообщить, что всё просто:

сенсор соединялся проводком с небольшим трансмиттером, закрепленным на теле животного, который и служил передатчиком сигнала.

Отчёт о результатах исследования опубликован в журнале Analytical Chemistry.