Этапы рождения «моды» на мозговые импланты

Нейроимпланты с разной плотностью расположения электродов: слева стрелка показывает более четкие границы эпилептоидного очага (красный). Иллюстрация Physorg

История развития хирургии – это прежде всего различные хирургические инструменты. ХIХ век отметился внедрением не искажающего видимую картинку микроскопом – сначала с одним окуляром, а потом и бинокулярный. В самом конце Вильгельм Рентген подарил миру и медицине замечательное открытие – лучи, которые поначалу называли Х-лучами, а потом – рентгеновскими.

Уже в ХХ веке была создана технология рентгеновской компьютерной томографии (КТ). За это изобретение по праву была вручена Нобелевская премия. Премия была присуждена и за открытие явления ядерного-магнитного резонанса (ЯМР) – резонансное поглощение или излучение электромагнитной энергии веществом. В сочетании со сверхпроводящим магнитом на основе ЯМР была создана магнитно-резонансная томография (МРТ).

Сначала белки идентифицировали с помощью радиоактивных меток. Но потом лауреаты очередной Нобелевской премии «одарили» мир моноклональными антителами (МАТ). А в самом начале геномного миллениума был прочитан первый геном человека (сейчас расшифровано уже более 2500 геномов).

МАТ стали использовать не только для диагностики, но также и для персонализированной точечной (таргетной) терапии новообразований. Вслед за МАТ молекулярные дизайнеры придумали химерные белки рецепторов Т-лимфоцитов. Лечебно-диагностический подход получил название «тераностика». В нем используются, в частности, золотые наночастицы. К благородному металлу в силу его химической индифферентности хорошо «липнут» органические молекулы, в том числе и флюоресцентные, и МАТ, и РНК/ДНК, и лекарственные составляющие.

Относительно недавно сотрудники Сеульского университета использовали наночастицы золота и для фототермального воздействия в рамках термальной составляющей при иммунотерапии. Они показали, что фототермическое повреждение раковых клеток запускает (становится триггером) иммунный ответ. Он усиливает действие блокаторов иммунного чек-пойнта и вакцин.

Нельзя не упомянуть лазеры и воздействие на мозг ультразвуком, а также – для глубокой стимуляции – токов постоянного и переменного, магнитных полей.

В последнее время, кажется, родилась мода на вживленные импланты с многочисленными электродами, используемыми для точной локализации очага эпилептической активности. Этот метод активно используется и в научных нейробиологических исследованиях.

В Калифорнийском университете Сан-Франциско показали, что на точность получаемых результатов и большего разрешения метода существенно влияет количество электродов импланта, внедряемых в черепную коробку. При возрастании числа электродов изображение очага получается с более четкими границами (резко очерченное). В исследовании приняли участие 10 пациентов, готовившихся к нейрохирургической операции. В частности, воздействию подвергалась зона активности в мозге, приводящей к судорогам (SOZ – Seizure Onset Zone). В одном импланте электроды располагались на расстоянии 4–5 мм друг от друга, в другом это расстояние составило 8–10. Авторы провели в общей сложности 120 исследований, в ходе которых результаты, полученные благодаря имплантам с большим числом электродов, были на 25,4% точнее.

Во времена, когда в мире на каждых четырех жителей планеты приходится по автомобилю, свое веское слово говорит закон больших чисел. Свидетельством тому служат возрастающие цифры травм, так или иначе связанных с автомобилями и другими «самодвижущимися» устройствами, плюс к этому все возрастающее развитие транспорта и воздушных перевозок.

Метод решить проблему с утерянными конечностями или идущими к ним нервами предложили ученые Сианьского университета в Китае. Речь идет о применении электрохимических транзисторов из органики (ОЕСТ – целлюлозного полимера циннамата, производного циннамона – корицы) с высокой тактовой частотой и рабочим напряжением менее 1 В. У полупроводникового ОЕСТ имеется вертикальный канал для поддержания ионного потенциала, что позволяет одновременно повышать ионно-электронный транспорт, а также накапливать ионы для их сохранения-накопления.

Искусственный нерв с электрохимическими транзисторами отвечает с задержкой 27 микросекунд и частотой 100 кГц. Он обладает чувствительностью, а также функциями обработки сигнала и памяти. Опыты показали, что он хорошо интегрировался в ткани животных.