(Nyitókép: Cerebro (az agy elnevezése spanyolul) egy gép, amelyet X-professzor használt telepatikus képességének felerősítésére és hogy megfigyelje az összes mutánst valamint embert szerte a világon. Credit: Marvel Comics, X-men széria)
Egy új tanulmány olyan minimálisan invazív, ultra-flexibilis elektronikus idegi implantátumot mutat be, amelyet ereken keresztül injektálnak a testbe, és képes rögzíti a mélyagyi régióiban egyetlen neuron aktivitását. Ez ígéretes előrelépés az agy-gép interfészek és a személyre szabott neurális terápiák terén.
A forradalmian új, ultra-kicsi, ultrarugalmas, elektronikus, idegi implantátum képes volt rögzíteni egyetlen neuron aktivitását egy patkány agyában. Ez a technológia lehetővé teszi, hogy a mély agyi régiókban minimálisan invazív, bioelektronikai interfészeket hozzanak létre, a testen belül.
Agy-gép interfészek és korlátaik
Az agy-gép interfészek (BMI) lehetővé teszik a közvetlen elektromos kommunikációt az agy és a külső elektronikus rendszerek között. Ezek az eszközök lehetővé teszik, hogy az agyi tevékenység közvetlenül irányítsa az objektumokat, például a protéziseket, vagy modulálja az ideg- vagy izomműködést, így segítve a bénult vagy neurológiai rendellenességekkel küzdők mozgását.
A hagyományos BMI-k (agy-computer interfész) többsége csak az agy felszínén képes mérni az idegi aktivitást. A mélyebb agyi régiókból származó egyneuron aktivitásának rögzítéséhez gyakran invazív koponyaűri műtétre van szükség a szondák beültetéséhez. Az ilyen eljárások szövődményekhez vezethetnek, beleértve a fertőzést, gyulladást és az agyszövetek károsodását.
Mikro-endovaszkuláris szondák: kevésbé invazív megközelítés
A biopróbák mélyagyi régiókba történő invazív műtéti beültetésének alternatívája az agy érhálózatának hasznosítása. Ebben a tanulmányban Anqi Zhang és munkatársai olyan ultrarugalmas mikro-endovaszkuláris (MEV) szondákat mutattak be, amelyek vérereken keresztül pontosan eljuttathatók a mély agyi régiókba. A csapat egy rendkívül kicsi, rugalmas, hálószerű elektronikus rögzítőeszközt tervezett, amely rugalmas mikrokatéterre helyezhető, és a belső agy 100 mikronnál kisebb léptékű ereibe ültethető be.
A MEV-szonda in vivo potenciáljának tesztelésére, a kutatók beültették ezt az injektálható szondát patkányagy érrendszerébe. Bebizonyították, hogy képes mérni a helyi mezőpotenciálokat és egyetlen neuron aktivitását a kéregben és a szaglógömbben. Ezenkívül a kutatók azt találták, hogy a beültetett eszközök hosszú távú stabilitást mutattak, nem változtatták meg jelentősen az agyi véráramlást vagy a patkányok viselkedését, és csak minimális immunválaszt váltottak ki.
Következmények és jövőbeli fejlemények
Az ilyen eszközök jövőbeli verziói testreszabott terápiákat biztosíthatnak a betegek számára azáltal, hogy rögzítik és dekódolják idegi tevékenységüket, majd biztosítják a megfelelő modulációs ingereket.
Forrás:
Anqi Zhang, Emiri T. Mandeville, Lijun Xu, Creed M. Stary, Eng H. Lo és Charles M. Lieber, 2023. július 20., Science magazin: „Agyi felvételek készítése mikrométeres érrendszeren keresztül, ultrarugalmas endovaszkuláris szondákkal”
