Нейроны процветают и растут в новом типе материала нанопроволоки, разработанном исследователями в области нанофизики и офтальмологии из Лундского университета в Швеции. Со временем результаты могут улучшить как нервные имплантаты, так и имплантаты сетчатки, и снизить риск того, что они со временем потеряют свою эффективность, что в настоящее время является проблемой.
Вживляя электроды в ткань мозга, можно стимулировать или улавливать сигналы из разных областей мозга. Эти типы имплантатов головного мозга или нейропротезы, как их иногда называют, используются для лечения болезни Паркинсона и других неврологических заболеваний.
В настоящее время они проходят испытания в других областях, таких как депрессия, тяжелые случаи аутизма, обсессивно-компульсивные расстройства и паралич. Еще одно направление исследований – определить, способны ли имплантаты сетчатки заменять светочувствительные клетки, которые погибают при пигментном ретините и других заболеваниях глаз.
Однако современные имплантаты имеют серьезные недостатки. Одна из проблем заключается в том, что организм воспринимает имплантаты как посторонние предметы, что приводит к инкапсуляции электрода, что, в свою очередь, приводит к потере сигнала.
"Наша структура нанопроволоки предотвращает это от клеток, которые обычно заключают в себе электроды – глиальных клеток", говорит Кристель Принц, исследователь в области нанофизики в Лундском университете в Швеции, которая разработала этот метод вместе с Марией Терезой Перес, исследователем в области офтальмологии.
"Я был очень приятно удивлен этими результатами. В предыдущих экспериментах in vitro глиальные клетки обычно прочно прикреплялись к электродам", она говорит.
Чтобы избежать этого, исследователи разработали небольшую подложку, на которой области сверхтонких нанопроволок объединены с плоскими областями. В то время как нейроны растут и расширяют отростки на нанопроводах, глиальные клетки в основном занимают плоские области между ними.
"Различные типы клеток продолжают взаимодействовать. Это необходимо для выживания нейронов, потому что глиальные клетки снабжают их важными молекулами."
Пока что тесты проводились только на культивируемых клетках (in vitro), но, надеюсь, вскоре они смогут продолжить эксперименты in vivo.
Подложка сделана из полупроводникового материала фосфида галлия, где каждая выходящая нанопроволока имеет диаметр всего 80 нанометров.