Ультратонкий имплантат для мониторинга активности головного мозга

Новый ультратонкий имплантат с высокочувствительными датчиками способен определять и записывать импульсы головного мозга почти в 50 раз эффективнее, чем его аналоги. Такая чувствительность и эффективность способна совершить переворот в лечении эпилепсии. Также ученые надеются с помощью нового имплантата более углубленно изучить функции мозга.

Современные методы лечения эпилепсии, когда уже не помогают традиционные медицинские препараты, предполагают удаление поврежденной части головного мозга и установку достаточно громоздкого массива из датчиков. Эти пластины с датчиками не сильно изменились с момента их первого внедрения в 50-х годах прошлого столетия. Поскольку к каждому датчику ведет отдельный провод, в один массив удается поместить не более ста датчиков. Но это очень мало, чтобы в полной мере определить причину «неисправности» мозга больного. Это сравнимо с попыткой записать разговор тысячи людей на площади, имея при себе всего лишь один микрофон.

Джон Роджерс, профессор материаловедения и инженерии университета Иллинойса, разработал ультратонкий имплантат для мониторинга активности головного мозга с плотностью в 360 сверхчувствительных датчиков на квадратный сантиметр. Джон Роджерс не стал совершенствовать электрические провода, делая их еще тоньше, он разместил часть электронной схемы, содержащей электрические цепи с кремниевыми транзисторами на самом массиве с датчиками. Это позволило значительно сократить количество проводов и сделать имплантат более компактным.

Уже первые испытания имплантата на кошке, больной эпилепсией показали поразительные результаты. Ученые обнаружили, что бурная активность мозга во время приступа эпилепсии, раньше кажущаяся само распространяющимися спиральными волнами, на самом деле удивительно похожа на процессы в сердце во время опасного для жизни состояния при фибрилляции желудочков. Раньше считалось, что за судороги мозга во время приступа отвечают достаточно большие его области, которые и подвергались в процессе лечения удалению. Сейчас же ученые обнаружили, что это «работа» небольших участков головного мозга.

Новый ультратонкий имплантат поможет в дальнейшем уменьшить до минимума вмешательство в головной мозг при лечении эпилепсии. Вместо удаления областей мозга размером с мяч для гольфа, можно будет ограничиться миниатюрными микро доменами, отвечающими за появление приступов.  При таком разумном вмешательстве станет реальностью полное выздоровление пациента.

В настоящее время Джон Роджерс вместе с коллегами работает над усовершенствованием имплантата, пытаясь дополнить его еще и миниатюрными стимуляторами мозга, которые будут располагаться рядом с датчиками. Это даст возможность не только выявлять «больные» микро домены мозга, но и непосредственно на них воздействовать. Если датчики обнаружат начинающийся приступ, стимуляторы смогу моментально подавить его. При такой работе вообще отпадет потребность в хирургическом вмешательстве.