
Мягкий робот проникает в мозг через отверстие в черепе: швейцарские нейроинженеры создали нечто поразительное
Новая технология, может произвести революцию в нейромедицине. Этот робот имеет шесть сенсорных ножек, которые могут мониторить электрическую активность мозга и даже воздействовать на нее. Прототип был успешно протестирован на миниатюрных свиньях и в будущем может помочь людям, страдающим от эпилепсии или других неврологических расстройств.
Устройство разработано командой ученых из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне и Швейцарской федеральной лаборатории по материаловедению и технологии под руководством профессора Стэфани Лакур. Она является экспертом в области мягкой робототехники и нейроинженерии и возглавляет лабораторию мягких биоэлектронных интерфейсов. Информация об исследовании опубликована в журнале «Научная робототехника».

— Стэфани Лакур.
Мягкий робот представляет собой гибкую структуру из силиконового полимера, которая может менять свою форму под действием давления жидкости. Робот имеет центральное тело и шесть ножек, похожих на лепестки цветка.
Устройство вставляется в голову пациента через отверстие в черепе, в этот момент его ножки сложены вокруг тела. Когда робот достигает поверхности мозга, ножки наполняются жидкостью и расправляются, покрывая большую площадь. Ножки робота в развернутом виде имеют длину около 4 сантиметров и, по заверениям разработчиков, могут быть удлинены до 8 или 10 сантиметров в будущих прототипах без необходимости увеличивать размер отверстия, прорезанного в черепе.
Каждая ножка содержит электроды, которые могут измерять потенциалы действия нейронов и стимулировать их электрическими импульсами. Робот подключается к проводам, которые выходят из черепа и соединяются с компьютером и батареей.
Один из соавторов разработки, доктор Сукхо Сонг, работает в отделе мягкой робототехники в Швейцарской федеральной лаборатории по материаловедению и технологии. Он занимался дизайном и тестированием мягкого робота и его ножек.
— Сукхо Сонг.
Мягкий робот имеет ряд преимуществ перед традиционными методами мониторинга и стимуляции мозга. Во-первых, он менее инвазивен, так как требует меньшего отверстия в черепе и не повреждает мозговую ткань. Во-вторых, он более гибок и адаптивен, так как может подстраиваться под форму и движение мозга. В-третьих, он более эффективен и точен, так как может покрывать большую площадь и измерять или стимулировать конкретные области мозга.
Датчики деформации, встроенные в каждую ногу, передают информацию о том, когда ноги робота полностью развернуты, без необходимости использования дополнительных камер или внешних датчиков.
— Дамиано Бароне из Кембриджского университета.
Как только задача мониторинга мозга завершена, ноги робота сдуваются, чтобы хирург мог легко их вытащить. Исследователи планируют в конечном итоге масштабировать мягкого робота для испытаний на людях с помощью стартапа под названием Neurosoft Bioelectronics.
Разработка имеет большой потенциал для применения в нейронауке и медицине. Она может помочь исследовать механизмы работы мозга и изучать и лечить различные заболевания, предоставляя возможность контролировать активность мозга и корректировать ее при необходимости. Однако для того, чтобы робот стал доступным и безопасным для людей, нужно провести дальнейшие исследования и испытания, а также разработать соответствующие стандарты и инструкции.
Устройство разработано командой ученых из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне и Швейцарской федеральной лаборатории по материаловедению и технологии под руководством профессора Стэфани Лакур. Она является экспертом в области мягкой робототехники и нейроинженерии и возглавляет лабораторию мягких биоэлектронных интерфейсов. Информация об исследовании опубликована в журнале «Научная робототехника».

Мы хотели создать робота, который был бы способен мониторить и стимулировать мозг без повреждения его ткани. Мы вдохновлялись природой и использовали мягкие материалы, которые могут принимать разные формы и подстраиваться под анатомию мозга. Мы также хотели сделать устройство минимально инвазивным, чтобы уменьшить риск инфекции или отторжения
— Стэфани Лакур.
Мягкий робот представляет собой гибкую структуру из силиконового полимера, которая может менять свою форму под действием давления жидкости. Робот имеет центральное тело и шесть ножек, похожих на лепестки цветка.
Устройство вставляется в голову пациента через отверстие в черепе, в этот момент его ножки сложены вокруг тела. Когда робот достигает поверхности мозга, ножки наполняются жидкостью и расправляются, покрывая большую площадь. Ножки робота в развернутом виде имеют длину около 4 сантиметров и, по заверениям разработчиков, могут быть удлинены до 8 или 10 сантиметров в будущих прототипах без необходимости увеличивать размер отверстия, прорезанного в черепе.
Каждая ножка содержит электроды, которые могут измерять потенциалы действия нейронов и стимулировать их электрическими импульсами. Робот подключается к проводам, которые выходят из черепа и соединяются с компьютером и батареей.
Один из соавторов разработки, доктор Сукхо Сонг, работает в отделе мягкой робототехники в Швейцарской федеральной лаборатории по материаловедению и технологии. Он занимался дизайном и тестированием мягкого робота и его ножек.
Мы столкнулись с множеством технических проблем при создании этого робота. Например, мы должны были учитывать очень маленький зазор между мозгом и черепом, чтобы не повредить мозг при развертывании ножек. Мы также должны были обеспечить надежность и безопасность робота, чтобы он не протекал или не лопался. Мы очень гордимся нашим результатом и надеемся, что он принесет пользу человечеству
— Сукхо Сонг.
Мягкий робот имеет ряд преимуществ перед традиционными методами мониторинга и стимуляции мозга. Во-первых, он менее инвазивен, так как требует меньшего отверстия в черепе и не повреждает мозговую ткань. Во-вторых, он более гибок и адаптивен, так как может подстраиваться под форму и движение мозга. В-третьих, он более эффективен и точен, так как может покрывать большую площадь и измерять или стимулировать конкретные области мозга.
Датчики деформации, встроенные в каждую ногу, передают информацию о том, когда ноги робота полностью развернуты, без необходимости использования дополнительных камер или внешних датчиков.
Инновационное использование датчиков деформации… может уменьшить потребность в послеоперационной визуализации и сократить время, проводимое в операционной
— Дамиано Бароне из Кембриджского университета.
Как только задача мониторинга мозга завершена, ноги робота сдуваются, чтобы хирург мог легко их вытащить. Исследователи планируют в конечном итоге масштабировать мягкого робота для испытаний на людях с помощью стартапа под названием Neurosoft Bioelectronics.
Разработка имеет большой потенциал для применения в нейронауке и медицине. Она может помочь исследовать механизмы работы мозга и изучать и лечить различные заболевания, предоставляя возможность контролировать активность мозга и корректировать ее при необходимости. Однако для того, чтобы робот стал доступным и безопасным для людей, нужно провести дальнейшие исследования и испытания, а также разработать соответствующие стандарты и инструкции.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Северное полушарие Земли стремительно темнеет. И это плохая новость для всех
Почему Россия находится в зоне особого риска и можно ли остановить этот процесс?...

Генетики вычислили, какую страшную цену заплатили наши предки за высокий интеллект
Новое исследование еще раз доказало, что эволюция требует огромных жертв...

Ученые наконец-то раскрыли главную загадку града. Старая теория оказалась неверной
Поразительное открытие помогли сделать грозовые «отпечатки пальцев»...

Почему на космическое ноу-хау «солнечный свет по запросу» ополчились астрономы всего мира?
Американский стартап обещает, что все будет хорошо, но ему никто не верит...

ИИ научился создавать вирусы, совершенно неизвестные ученым
Почему эксперты встревожены и есть ли у человечества шансы после таких открытий?...

Древние микробы спустя 40 000 лет освобождаются из вечной мерзлоты
Биологи уже бьют тревогу: оттаявшие микроорганизмы могут стать причиной следующей пандемии...

Тайна необъяснимых северных кратеров разгадана спустя 11 лет после появления первого провала на Ямале
Почему российские ученые не рады своему открытию, называя его «русской рулеткой»?...

Астрофизики Гавайского университета неожиданно разгадали тайну… солнечного дождя
Рассказываем, почему новое открытие важно для каждого жителя Земли...

Как мадагаскарские лемуры ускоряют покорение космоса?
И почему именно эти животные оказались самые ценными для будущего всего человечества?...

Рядом с пирамидами Гизы обнаружены секретные тоннели, ведущие в забытый подземный мир
Быть может, их построили даже не египтяне. Но кто тогда?...