Нов органичен материал позволява стабилна връзка между мозъка и компютърните системи
Учени от Китай и Япония са разработили нов тип изключително гъвкав мозъчен имплант, който може да реши един от най-сериозните проблеми при интерфейсите мозък–компютър.
Проектът е реализиран от изследователи от Международното висше училище в Шънджън към Университета Цинхуа, Токийския университет и Института за мозъчни науки Шънджън–Хонконг към Китайската академия на науките.
Основното предизвикателство при съществуващите мозъчни импланти е несъвместимостта между твърдите метални електроди и меката мозъчна тъкан.
С времето движението на мозъка води до триене, възпаления и образуване на белези около импланта, което постепенно влошава качеството на сигналите и намалява ефективността на устройствата.
Новото решение използва органичен материал, наречен CHIP (Conductive Hydrogel with Interfacial Percolation).
Той представлява проводим хидрогел, който е значително по-мек и по-близък по механични свойства до мозъчната тъкан.
Рекордни технически параметри:
Резултатът е електродна матрица със 128 канала и дебелина едва 9 микрометра – по-малко от дебелината на човешки косъм. Плътността на електродите е около 10 пъти по-висока в сравнение с предходни хидрогелни импланти.
Според публикуваните данни материалът достига електропроводимост от 2512 S/cm, което позволява регистриране на изключително слаби невронни сигнали.
За да проверят устойчивостта на технологията, учените имплантират устройствата в мозъци на зайци. В рамките на над 550 дни животните осигуряват стабилни невронни данни.
След 18 месеца качеството на сигнала остава около 94% от първоначалното ниво. Анализите на мозъчната тъкан показват минимални възпалителни реакции, липса на значима имунна реакция и почти никакво образуване на белези около импланта.
Допълнителните тестове показват, че материалът издържа 1000 цикъла на разтягане при деформация до 30%. Това съответства на приблизителните механични натоварвания, които мозъчната тъкан може да понесе.
През целия процес електрическите характеристики остават стабилни, като отклонението в проводимостта е под 4%.
Интерфейсите мозък–компютър се развиват бързо, но дългосрочната стабилност на имплантите остава ключово ограничение.
Новият органичен материал може да се превърне във важна стъпка към устройства, които работят надеждно в продължение на десетилетия.
Подобни технологии се разглеждат като основа за бъдещи медицински приложения – възстановяване на двигателни функции, лечение на неврологични заболявания и по-пряка интеграция между човешкия мозък и компютърни системи.
18.6 С
19.1 С
Ако го няма при нас, значи не се е случило
