На микроигле: Нейрометр
Несмотря на все успехи нейрофизиологии, о функционировании мозга нам по-прежнему известно совсем немного. Каким образом формируются эмоции? Как сохраняются воспоминания? Что вызывает развитие нейродегенеративных заболеваний и почему именно сейчас они стали так распространены? Большинство процессов, протекающих в мозге, остаются для нас загадкой.
Нейроны являются очень пластичными клетками, постоянно формирующими новые межклеточные контакты, одновременно разрывая или восстанавливая старые. Однако неизвестно, как они это делают, и что происходит при обучении и развитии.
Возможно, значительный вклад в раскрытие этих увлекательных загадок внесет простой микрочип, предложенный недавно бельгийскими специалистами. Поверхность устройства покрыта микроскопическими игольчатыми структурами, обеспечивающими прямое взаимодействие электронных устройств и живых клеток.
Каждая микроигла является местом плотного контакта с поверхностью клетки. Встроенный в нее электрод может с высокой точностью т в режиме реального времени регистрировать, электрическую активность индивидуальной клетки либо стимулировать ее.
Внедренные в микроигольчатый чип электроды по размеру меньше, чем клетки, и представляют собой тончайшие оксидированные металлические (из золота или нитрида титана) стержни с неокисленной электропроводной рабочей частью. При контакте с поверхностью чипа мембрана клетки плотно охватывает игольчатые структуры, обеспечивая хороший контакт с электродом. Такой плотный контакт снижает отношение сигнал/шум, обеспечивает возможность стимуляции индивидуальной клетки и точной регистрации генерируемых клетками электрических сигналов.
Для воплощения своей идеи в реальность разработчикам пришлось решить несколько сложных задач: обеспечить жизнеспособность находящихся на поверхности чипа клеток, возможность работы электронного устройства во влажной культуральной среде, добиться максимально плотного контакта между мембраной клетки и поверхностью электрода, а также направить рост клеток таким образом, чтобы тело клетки находилось точно на верхушке индивидуального электрода.
Кстати, читайте о том, как изучение болезни Альцгеймера помогло узнать интересные детали работы памяти здорового человека: «Переключатель воспоминаний».
