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.