Нанотехнологии и микрочипы...

Имплантация является одной из самых значимых отраслей современной медицины и играет важную роль в её развитии. Существует множество сфер применения имплантатов, однако ключевой считается головной мозг, как наиболее сложный и наименее изученный компонент человеческого организма. Исследование различных отклонений, связанных с человеческим мозгом, требует постоянного мониторинга состояния с целью обнаружения болезни на ранней стадии для её эффективного лечения. В данном случае примером может послужить такая болезнь, как эпилепсия, проявления которой при надлежащем контроле через встроенные в мозг имплантаты могут быть идентифицированы электронным оборудованием и лечащими врачами на начальном этапе и устранены при помощи электронных импульсов.Проблема существующих в сегодняшней медицинской области имплантатов заключается в необходимости внедрения в человеческий мозг микроскопических электродов, использующих кремний для захвата сигналов, который не отличается эластичной структурой и негативно воспринимается организмом. Результатом активных исследований в этом направлении стала разработка имплантата учёными National Institutes of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), способного растворяться на поверхности мозга и адаптироваться к окружающей среде, не взаимодействуя при этом с внутренними тканями мозга. Основным материалом, применяемым в производстве такого рода имплантатов, является шёлк, который имеет природное происхождение и со временем растворяется, а остатки имплантата не вызывают каких-либо раздражений ввиду их ничтожно малой толщины. Такой выбор сырья обусловлен отсутствием возбуждающих реакций у шёлка и его способностью к быстрому исчезновению вне зависимости от временных периодов.

Основанные на шёлке имплантаты впервые были изобретены в University of Illinois и Tufts University и были протестированы на животных под действием наркоза. Тестовый набор состоял из тридцати электродов, объединённых в пять блоков на тонком слое полимида с подложкой из шёлка и без неё. Применение шёлка показало себя с лучшей стороны и позволило имплантатам получить более мощный уровень сигнала. Вполне вероятно, что такие устройства в ближайшем будущем можно будет интегрировать в человеческих мозг при помощи катетера и разместить их в ранее недоступных местах.

При болезни Альцгеймера, эпилепсии и ряде других недугов возникает необходимость в неоперационных методах стимуляции клеток головного мозга. Американские ученые предлагают использовать для этого так называемые квантовые точки - полупроводники наноразмера. Они могут стимулировать активность мозга, а внедрить их в тело человека можно без операции с помощью простой инъекции.

По мнению американских ученых, квантовые точки — один из лучших способов стимуляции головного мозга без сложной операции. Говорят, в не столь отдалённом будущем их будут использовать для реактивации повреждённых клеток сетчатки, с тем чтобы возвращать зрение слепым.

Многие нарушения мозговой деятельности связаны с неправильной активностью нейронов. Соответственно, терапия должна быть направлена на нормализацию из деятельности. Существующие сейчас методы лечения обладают определенными недостатками. Например, можно электрически подавить неверные сигналы, вызывающие дрожание конечностей при болезни Паркинсона, но для этого необходимо хирургически вживить в мозг пациента электроды.

Можно работать с аномальной активностью нейронов методом магнитной стимуляции, но при его использовании воздействию подвергается слишком много клеток, в том числе и те, которые функционируют нормально.

Однако ученым Вашингтонского университета в Сиэтле (США) пришла в голову идея воспользоваться для терапии квантовыми точками – полупроводниками диаметром в несколько нанометров. Вначале в непосредственной близости от квантовых точек расположили культуру раковых клеток, после чего направили на полупроводники свет. Световая энергия возбуждает поток электронов внутри каждой квантовой точки, что создаёт отрицательный заряд в районах вокруг них. Это в свою очередь открывает ионные туннели в стенках раковых клеток, что позволяет ионам свободно выходить из клетки и возвращаться в неё. Открытие ионных каналов создает волну возбуждения, которая перемещается по мембране нервной клетки при передаче нервного сигнала.

Доставка квантовых точек будет осуществляться с помощь введения раствора инъекцией в кровь. Сложнее доставить свет к мозговым клеткам, поэтому в настоящее время ученые работают с реактивацией нервных клеток сетчатки глаза, к которой легче всего доставить свет.

В данном случае примером может послужить такая болезнь, как эпилепсия, проявления которой при надлежащем контроле через встроенные в мозг имплантаты могут быть идентифицированы электронным оборудованием и лечащими врачами на начальном этапе и устранены при помощи электронных импульсов.Проблема существующих в сегодняшней медицинской области имплантатов заключается в необходимости внедрения в человеческий мозг микроскопических электродов, использующих кремний для захвата сигналов, который не отличается эластичной структурой и негативно воспринимается организмом. Результатом активных исследований в этом направлении стала разработка имплантата учёными National Institutes of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), способного растворяться на поверхности мозга и адаптироваться к окружающей среде, не взаимодействуя при этом с внутренними тканями мозга. Основным материалом, применяемым в производстве такого рода имплантатов, является шёлк, который имеет природное происхождение и со временем растворяется, а остатки имплантата не вызывают каких-либо раздражений ввиду их ничтожно малой толщины. Такой выбор сырья обусловлен отсутствием возбуждающих реакций у шёлка и его способностью к быстрому исчезновению вне зависимости от временных периодов.