Среда 15 апреля 2026 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 обнаружили новую причину высокого кровяного давления и способ его лечения Ученые обнаружили новую причину высокого кровяного давления и способ его лечения Новое исследование выявило доказательства того, что определённый участок мозга может способствовать возникновению некоторых случаев высокого кровяного давления. И что немаловажно, возможно, есть способ это обратить вспять. Результаты исследования опубликованы в…
JSR: Развеян популярный миф о влиянии кофе и чая на сон JSR: Развеян популярный миф о влиянии кофе и чая на сон Регулярное, но не избыточное потребление кофе и чая не ведёт к хронической бессоннице и даже не уменьшает продолжительность сна, выяснила группа сотрудников Бристольского университета. Результаты исследования опубликованы в издании Journal…
JN: Почему люди так любят сладкое, поясняют эксперты JN: Почему люди так любят сладкое, поясняют эксперты Ощущение удовольствия от продуктов может зависеть не только от их состава, но не в меньшей степени от того, что человек думает о нём. К этому выводу пришли ученые из нескольких…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 85 украинских беспилотников МО: за ночь над регионами России сбили 85 украинских беспилотников Силы ПВО сбили за ночь 85 украинских БПЛА над регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. Там уточнили, что над Республикой Крым и над акваториями Черного и Азовского морей,…
Визит Путина в Китай и новый военный блок с Украиной, продвигаемый США. Главные заявления Лаврова Визит Путина в Китай и новый военный блок с Украиной, продвигаемый США. Главные заявления Лаврова Визит президента России Владимира Путина в Китай пройдет в первой половине года. Сейчас согласовывается его программа, сообщил министр иностранных дел РФ Сергей Лавров. Россия готова к продолжению переговоров по Украине,…
Задержание организаторов крупнейшей площадки «бумажного НДС». Ущерб в 1 триллион рублей Задержание организаторов крупнейшей площадки «бумажного НДС». Ущерб в 1 триллион рублей ФСБ сообщила о задержании организаторов крупнейшей площадки "бумажного НДС" для ухода от уплаты налогов с помощью фиктивных компаний. ТАСС собрал основное. Задержание В Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России сообщили,…
Тема дня
Фридрих Мерц бетонирует курс Германии на войну с Россией Фридрих Мерц бетонирует курс Германии на войну с Россией

Германия и Украина перешли к стратегическому партнерству. Зеленский и Мерц договорились о совместном...

Фото
Питьевая вода у морских побережий под угрозой во всём мире Питьевая вода у морских побережий под угрозой во всём мире

Сразу в нескольких прибрежных зонах отмечается падение уровня грунтовых вод. Он снижается на 50 см в...

Опрос

Через месяц после начала войны в Иране на чьей стороне преимущество?

 

Анекдот дня

Март - блины, апрель - куличи, май - шашлыки... и куда, скажите, мне втиснуть эту вашу диету?!

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)".