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
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....