Понедельник 27 марта 2023 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
Главное за сутки
МИД РФ: Россия может поставить вопрос о компенсации за подрыв «Северных потоков» МИД РФ: Россия может поставить вопрос о компенсации за подрыв «Северных потоков» Москва может со временем поставить вопрос о компенсации ущерба из-за подрыва газопроводов "Северный поток", заявил в интервью РИА Новости директор департамента экономического сотрудничества МИД России Дмитрий Биричевский. "Не исключаем впоследствии…
Патрушев: НАТО сделала из Украины большой военный лагерь, чтобы победить и расчленить Россию Патрушев: НАТО сделала из Украины большой военный лагерь, чтобы победить и расчленить Россию Страны НАТО сделали из Украины один большой военный лагерь, не скрывая своей главной цели – нанести России поражение на поле боя и затем расчленить, заявил в интервью секретарь Совета безопасности…
Братеньков: в России разработан робот "Ежик" для уничтожения бронетехники Братеньков: в России разработан робот "Ежик" для уничтожения бронетехники В России разработан первый роботизированный наземный дрон "Ежик", который способен уничтожать вражескую бронетехнику. Как сообщает интернет-издание karl-marks.ru, об этом сообщил глава конструкторского бюро "Спектр Инжиринг" Андрей Братеньков. Исполнительный директор поведал,…
Интернет и СМИ
Читайте также
EHPM: обработанное красное мясо может повышать риск развития рака крови EHPM: обработанное красное мясо может повышать риск развития рака крови Исследователи из Университета Осаки обнаружили, что повышенное потребление обработанного красного мяса связано с увеличением заболеваемости раком крови. Исследование было опубликовано в журнале Environmental Health and Preventive Medicine. К обработанному красному…
Ученые открыли способ мгновенно протрезветь Ученые открыли способ мгновенно протрезветь Как быстро справиться с алкогольной интоксикацией, теперь выяснили ученые из Техасского университета. Опыты на лабораторных мышах проведены успешно, на очереди тестирование на людях*. У млекопитающих организмы, как ни странно, лучше…
PFAS-химикаты в повседневных вещах вызывают у детей нарушение обменных процессов PFAS-химикаты в повседневных вещах вызывают у детей нарушение обменных процессов Американские учёные выявили у детей нарушение метаболизма из-за токсичных химических веществ, что содержатся в окружающих вещах. Специалисты из Университета Южной Калифорнии проанализировали образцы крови детей, подростков и молодых людей. Везде…

 

 
Тема дня
Ядерное оружие в Беларуси разрушает один из главных мифов на Западе Ядерное оружие в Беларуси разрушает один из главных мифов на Западе

«Польша теперь будет куда более осмотрительно принимать решения о стягивании сил у границы с Белорус...

Фото
Что с «демографической бомбой»: население Земли, похоже, достигнет пика раньше прогнозируемого времени Что с «демографической бомбой»: население Земли, похоже, достигнет пика раньше прогнозируемого времени

Раньше, чем считалось, но планка будет ниже. Такой новый прогноз по пиковым значениям населения план...

Опрос

Получит ли Украина от Запада современные истребители?

 

Анекдот дня

Покажите мне поколение, которое думает, что оно не живет в особое время...

Еще »
Комментарии для сайта Cackle

Невероятная история с бриллиантовым ожерельем королевы Франции
Уфолог утверждает, что обнаружил на Марсе «гробницу», похожую на египетские пирамиды
Infox
СМИ2
Последние комментарии
 

Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.