Нанозонды для исследований интерфейса «человек-машина»

Исследователи из Университета Суррея (Великобритания) и Гарвардского университета (США) создали масштабируемые массивы нанозондов, достаточно маленькие, чтобы регистрировать внутреннюю работу клеток сердца и первичных нейронов человека.

Способность считывать электрическую активность клеток является основой многих биомедицинских процедур, включая картирование мозговой активности и нейронное протезирование. Разработка минимально инвазивных новых инструментов для считывания электрического тока в клетках - известного как внутриклеточная электрофизиология, - и в то же время расширение физических возможностей потенциально может углубить понимание учеными электрогенных клеток и их сетей в тканях.

Это открывает двери для новых направлений в человеко-машинных интерфейсах.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Nanotechnology, подробно описывает, как исследовательская группа создала массив ультрамалых U-образных нанопроволочных полевых транзисторных зондов для регистрации внутриклеточных электрических токов.

Существующие наноустройства с аналогичной функцией боролись с компромиссом между масштабируемостью устройства и диапазоном записываемых токов. Исследовательская группа смогла решить эту проблему, создав масштабируемые массивы полевых транзисторных нанозондов с контролируемой геометрией размера датчика и наконечника из нанопроволокии. Созданные нанозонды позволяют записывать потенциал внутриклеточного напряжения в нейронах в диапазоне до 100 мВ.

Гибкие нанопроволочные зонды могут быть очень мощным инструментом, поскольку они могут измерять внутриклеточные сигналы с амплитудами, сравнимыми с измеряемыми с помощью обычных электрических зажимов. Преимущество устройства в том, что оно масштабируемое, вызывает меньше дискомфорта и не приводит к смертельному повреждению клеток.

Новая конструкция устройства позволяет осуществлять мультиплексную запись как из отдельных клеток, так и клеточных сетей, и может позволить в будущем проводить исследования в мозге и других тканях.

https://www.medicaldevice-network.com/news/human-machine-interfaces-nanoprobe/