Индивидуальные биоэлектроды: точная адаптация к анатомии мозга
Классические нейроинтерфейсы используют жёсткие электроды. Они и имеют универсальный дизайн, который с трудом соответствует сложной структуре головного мозга. Это снижает стабильность контакта и искажает сигнал. Группа американских исследователей предложила новый подход к созданию нейроинтерфейсов на основе 3D-печати гидрогелевых биоэлектродов. Работа опубликована в Advanced Materials.
Экспериментальный цикл включал следующие этапы:
● провели МРТ-сканирование головного мозга 21 пациента;
● построили цифровые модели мозга с учётом индивидуальной геометрии извилин и борозд;
● сформировали индивидуальные цифровые модели электродов;
● выполнили 3D-печать гидрогелевого электрода.
Авторы показали, что сочетание индивидуального дизайна и свойств гидрогеля улучшает контакт с тканью мозга и повышает качество регистрации сигналов. Сотовая структура дополнительно уменьшает жёсткость конструкции, но сохраняет прочность. Устройства протестировали на моделях мозга и в экспериментах на животных.
Результаты исследования:
✔️ плотное соответствие индивидуальной анатомии мозга по данным МРТ;
✔️ высокая биосовместимость за счёт водной структуры гидрогеля;
✔️ сохранение качества сигнала при длительном контакте до 28 дней в модели у крыс;
✔️ возможность быстрого и дешёвого производства за счёт 3D-печати.
Авторы отмечают, что индивидуальные гидрогелевые электроды потенциально подходят для мониторинга нейродегенеративных заболеваний и для разработки индивидуальных интерфейсов «мозг–компьютер». Следующий этап включает адаптацию технологии к клиническим сценариям.
Подписывайтесь на Профессия – невролог
Классические нейроинтерфейсы используют жёсткие электроды. Они и имеют универсальный дизайн, который с трудом соответствует сложной структуре головного мозга. Это снижает стабильность контакта и искажает сигнал. Группа американских исследователей предложила новый подход к созданию нейроинтерфейсов на основе 3D-печати гидрогелевых биоэлектродов. Работа опубликована в Advanced Materials.
Экспериментальный цикл включал следующие этапы:
● провели МРТ-сканирование головного мозга 21 пациента;
● построили цифровые модели мозга с учётом индивидуальной геометрии извилин и борозд;
● сформировали индивидуальные цифровые модели электродов;
● выполнили 3D-печать гидрогелевого электрода.
Авторы показали, что сочетание индивидуального дизайна и свойств гидрогеля улучшает контакт с тканью мозга и повышает качество регистрации сигналов. Сотовая структура дополнительно уменьшает жёсткость конструкции, но сохраняет прочность. Устройства протестировали на моделях мозга и в экспериментах на животных.
Результаты исследования:
✔️ плотное соответствие индивидуальной анатомии мозга по данным МРТ;
✔️ высокая биосовместимость за счёт водной структуры гидрогеля;
✔️ сохранение качества сигнала при длительном контакте до 28 дней в модели у крыс;
✔️ возможность быстрого и дешёвого производства за счёт 3D-печати.
Авторы отмечают, что индивидуальные гидрогелевые электроды потенциально подходят для мониторинга нейродегенеративных заболеваний и для разработки индивидуальных интерфейсов «мозг–компьютер». Следующий этап включает адаптацию технологии к клиническим сценариям.
Подписывайтесь на Профессия – невролог