Вторник 28 октября 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Общество» Здоровье» Исследователи изобрели электроды с нанопечатью для индивидуального лечения неврологических расстройств


Исследователи изобрели электроды с нанопечатью для индивидуального лечения неврологических расстройств

Среда, 05 Октября 2022 22:53

Исследователи из Университета Карнеги-Меллона впервые разработали CMU Array — новый тип массива микроэлектродов для платформ интерфейса мозг-компьютер. Он может изменить то, как врачи могут лечить неврологические расстройства.

 

Массив микроэлектродов сверхвысокой плотности (MEA), напечатанный на 3D-принтере в наномасштабе, полностью настраивается. Это означает, что однажды пациенты, страдающие эпилепсией или потерей функций конечностей из-за инсульта, смогут получить персонализированное лечение, оптимизированное для их индивидуальных потребностей.

 

Сотрудничество объединяет опыт Рахула Паната, доцента машиностроения, и Эрика Иттри, доцента биологических наук. Команда применила новейшую технику микропроизводства, аэрозольную струйную 3D-печать, для производства массивов, которые решили основные конструктивные барьеры других массивов интерфейса мозг-компьютер (BCI). Результаты были опубликованы в журнале Science Advances .

 

«Аэрозольная струйная 3D-печать предлагает три основных преимущества, — пояснил Панат. «Пользователи могут настраивать свои MEA в соответствии с конкретными потребностями; MEA могут работать в трех измерениях в мозгу; а плотность MEA увеличивается и, следовательно, становится более надежной».

 

BCI на основе MEA соединяют нейроны в мозге с внешней электроникой для мониторинга или стимуляции активности мозга. Они часто используются в таких приложениях, как нейропротезные устройства, искусственные конечности и визуальные имплантаты для передачи информации от мозга к конечностям, которые потеряли функциональность. BCI также имеют потенциальное применение в лечении неврологических заболеваний , таких как эпилепсия, депрессия и обсессивно-компульсивное расстройство. Однако существующие устройства имеют ограничения.

 

Существует два типа популярных устройств BCI. Самым старым MEA является массив Юта, разработанный в Университете Юты и запатентованный в 1993 году. В этом массиве на основе силикона используется поле крошечных штифтов или хвостовиков, которые можно вставлять непосредственно в мозг для обнаружения электрического разряда от нейронов в наконечник каждой булавки.

 

Другим типом является массив Мичиган, который печатается на плоских тонких силиконовых чипах. Он считывает электроны, когда они простреливают чипы. Из-за конструктивных ограничений оба этих массива могут записывать только в двумерной плоскости. Это означает, что их нельзя настроить в соответствии с потребностями каждого пациента или применения.

 

Наиболее важным аспектом МЭА является его способность трехмерного отбора проб, которая ограничена плотностью микроэлектродов в массиве и возможностью размещения этих массивов в точном месте, которое необходимо измерить. Современные технологии производства МЭБ значительно продвинулись вперед в отношении плотности этих массивов микроэлектродов. Добавление третьего измерения значительно увеличивает возможности выборки массивов. Кроме того, MEA, изготавливаемые по индивидуальному заказу для каждого конкретного приложения, позволяют получать более точные и достоверные показания.

 

Исследовательский CMU Array является самым плотным BCI, примерно на порядок более плотным, чем BCI Utah Array.

 

Востребованы МЭА более высокого качества. MEA, используемые для управления виртуальными действиями на компьютере или сложными движениями конечностей, наталкиваются на ограничения текущей технологии. Для более продвинутых приложений требуются MEA, которые настраиваются для каждого человека и имеют гораздо более высокую точность, чем те, что доступны в настоящее время.

 

«Теперь в течение нескольких дней мы можем изготовить прецизионное медицинское устройство, адаптированное к потребностям пациента или экспериментатора», — говорит Иттри, соавтор исследования. Кроме того, в то время как такие технологии, как стимуляция зрительной коры и управление искусственными конечностями, успешно используются общественностью, возможность персонализировать систему управления в мозге может проложить путь к огромному прогрессу в этой области.

 

Панат предсказывает, что для испытаний на людях может потребоваться пять лет, а для коммерческого использования — еще больше. Команда рада представить этот успешный процесс другим исследователям в этой области, чтобы начать тестирование широкого спектра приложений.

 

Ожидается получение патента на архитектуру CMU Array и метод производства. Следующим шагом, по словам Паната, является работа с Национальными институтами здравоохранения (NIH) и другими деловыми партнерами, чтобы как можно быстрее передать эти результаты другим лабораториям и подать заявку на финансирование для коммерциализации этой технологии.

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Здоровье   Теги Новости
Читайте также
Ученые выяснили, как связаны седые волосы и рак Ученые выяснили, как связаны седые волосы и рак Клетки, ответственные за выработку пигмента меланина, который придает нашим волосам цвет, могут либо исчезнуть при повреждении ДНК, что приводит к поседению волос, либо сохраниться и увеличить риск развития рака. Исследовательская…
Трудное прошлое может создать психологическую «прививку» от будущего стресса Трудное прошлое может создать психологическую «прививку» от будущего стресса Новое исследование показало, что недавний опыт депрессии связан с оценкой стрессовых ситуаций как более серьёзных, в то время как перенесённые в раннем возрасте невзгоды связаны с восприятием их как менее…
Заболевания десен связаны с изменениями в мозге и повышенным риском инсульта Заболевания десен связаны с изменениями в мозге и повышенным риском инсульта По данным исследования, опубликованного в журнале Neurology Open Access, у взрослых с заболеваниями десен чаще наблюдаются признаки повреждения белого вещества мозга (так называемая гиперинтенсивность белого вещества), чем у людей без…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России уничтожили 193 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России уничтожили 193 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь уничтожили и перехватили 193 украинских БПЛА над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. Один человек погиб и пять пострадали в результате атаки украинского дрона на микроавтобус…
Гладков: за сутки в Белгородской области из-за атак ВСУ погиб человек, 23 пострадали Гладков: за сутки в Белгородской области из-за атак ВСУ погиб человек, 23 пострадали Один человек погиб, еще 23 пострадали в результате атак со стороны Вооруженных сил Украины на территорию Белгородской области за сутки. Об этом сообщил губернатор региона Вячеслав Гладков. "Тяжелый вчера был…
Гонка вооружений с Россией и возможные санкции. Новые заявления Трампа Гонка вооружений с Россией и возможные санкции. Новые заявления Трампа США не считают нужным разрабатывать ракеты сверхбольшой дальности в гонке вооружений с Россией, так как у ее берегов находится американская атомная подводная лодка, заявил американский президент Дональд Трамп на борту…
Тема дня
Новая российская ракета «Буревестник» заставит США пересмотреть принципы своей обороны Новая российская ракета «Буревестник» заставит США пересмотреть принципы своей обороны

«Мы разработали по-настоящему мощное «оружие возмездия». Такими словами эксперты описывают военное и...

Фото
Вечная мерзлота Марса может скрывать жилы пригодной для жизни жидкой воды Вечная мерзлота Марса может скрывать жилы пригодной для жизни жидкой воды

На Марсе может существовать сеть потоков жидкой воды, протекающих через мерзлую землю. Ожидается, чт...

Опрос

Как вы оцениваете риск возникновения военного конфликта в Молдавии и Приднестровье?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".