Американские ученые разработали имплант, который может стимулировать работу мозга и нервной системы без использования батареек или других проводных источников питания. Человеку он может быть имплантирован минимально инвазивным способом для лечения болезни Паркинсона, эпилепсии, депрессии и других заболеваний.
Ученые из Университета Райса решили одну из главных проблем миниатюрной биоэлектроники — они разработали технологию для обеспечения работы нейронного стимулятора без батареек. Уникальный подход заключается в двухслойной пленке, которая преобразует энергию магнитного поля в электроэнергию.
Имплант по своему размеру меньше рисового зерна, однако выдает тот же тип высокочастотных сигналов, что и клинически одобренные импланты с питанием от батареек.
Чтобы протестировать жизнеспособность импланта, ученые провели эксперименты на моделях крыс с болезнью Паркинсона. Имплант обеспечивал необходимую глубокую стимуляцию мозга грызунов, которые при этом спокойно перемещались по своему вольеру. Крысы предпочитали те участки вольера, где магнитное поле активировало действие импланта.
Обеспечение импланта энергией было решено с помощью создания двухслойной пленки. Первый слой состоит из соединений железа, бора, кремния и углерода. Находясь под воздействием магнитного поля, он генерирует необходимые вибрации. Второй слой сделан из пьезоэлектрического кристалла, который преобразовывает колебания от первого слоя в электроэнергию.
«Наши результаты показывают, что технология является отличным кандидатом для беспроводной биоэлектроники клинического назначения», — заявили авторы.
Миниатюрные импланты для стимуляции работы мозга и нервной системы могут иметь самое широкое назначение. В первую очередь, для лечения болезни Паркинсона, эпилепсии, депрессии, обсессивно-компульсивных расстройств, хронической боли и других состояний.
Размер импланта позволяет вводить его практические в любое место в теле человека минимально инвазивным способом по аналогии с тем, как сегодня вводят стенты в артерии, пояснили ученые.
