Робот-манипулятор исследует нейроны мозга

Исследователи из Массачусетского технологичного института и Технологического института Джорджии нашли способ, как автоматизировать процесс исследования активности нейронов головного мозга. До этого подобные исследования проводили лишь высококвалифицированные специалисты в нескольких лабораториях по всему миру.

Получение информации о работе нейронов головного мозга: особенности электрической активности, форма, какие гены включены в работу в данный момент, доселе являлось очень трудной задачей, которую могли выполнить лишь ограниченное число специалистов по всему миру. Благодаря новой разработке американских исследователей подобная процедура в скором времени станет такой же простой, как скажем развернутый анализ крови. Всю работу проделывает робот-манипулятор. Причем как показали тесты, робот быстрее и точнее справляется с поставленной задачей.

Новый автоматизированный метод устраняет необходимость в обучении обслуживающего персонала на протяжении нескольких месяцев. Робот самостоятельно выполняет процедуру получения информации по заранее заданному алгоритму, заложенному в его программе. Используя робота-манипулятора, ученые смогли классифицировать тысячи различных типов клеток в головном мозге, а также изучить их взаимодействие друг с другом и выяснить чем больные клетки отличаются от здоровых.

Новый метод исследования головного мозга с помощью робота-манипулятора, по мнению ученых-медиков, может быть особенно полезен при изучении таких заболеваний как шизофрения, болезнь Паркинсона, аутизм и эпилепсия. Во всех этих случаях важна именно информация об электрической активности нейронов мозга.

Сам метод заключается в использовании крошечных полых стеклянных пипеток. При контакте с клеточной мембраной нейрона, открывается небольшая пора и исследуется электрическая активность внутри клетки мозга. Ранее подобная процедура проводилась человеком. Сейчас же это сможет делать робот-манипулятор. Сначала он подводит пипетку к зоне мозга, которую нужно исследовать. Затем он выдвигает пипетку прямо к мембране, делает пору и записывает требуемую информацию. И если для человека подобный алгоритм является практически искусством, то для робота – это всего лишь набор определенных команд. К тому же в случае с роботом команды выполняются более точно и быстро.

Робот подводит пипетку к области мозга с шагом в 2 микрометра, постоянно измеряя оставшееся расстояние с частотой 10 раз в секунду. Как только его датчики обнаруживают мембрану, движение прекращается. После этого методом всасывания он образует уплотнение с мембраной. Затем он пропускает внутрь клетки крошечный электрод и с его помощью записывает нужную информацию. Робот обнаруживает требуемую клетку с 90 %-ной точностью. А на установку связи с клеткой у него уходит на 40 % меньше времени, чем у человека. Кроме этого путем введения красителя появляется возможность исследовать и форму клетки.

Сейчас разработчики работают над возможностью серийного производства своего детища, а также над увеличением числа одновременно используемых электродов, что даст еще более полную информацию о жизнедеятельности исследуемой области мозга. Их разработка – несомненно, первый шаг в использовании роботов для неврологии.