Китайские ученые создали оригами-имплант для мозга решающий проблему смещения электродов Neuralink

Китайские исследователи совершили прорыв в области нейроинтерфейсов, разработав мягкий и растяжимый имплант для мозга, вдохновленный техникой оригами. Эта новая разработка призвана решить главную проблему современных интерфейсов мозг-компьютер (ИМК), таких, как устройство Neuralink — смещение и отторжение имплантированных электродов. В основе инновации лежит техника киригами, разновидность оригами, которая позволяет создавать сложные трехмерные структуры из плоского листа с помощью стратегически расположенных разрезов. Благодаря этому плоский материал обретает способность растягиваться, изгибаться и скручиваться, не ломаясь.

Существующие ИМК, включая разработки компании Neuralink, используют тонкие жесткие нити с электродами, которые вживляются в мозг. Однако мозг постоянно движется в такт сердцебиению и дыханию, и жесткие импланты со временем смещаются или втягиваются, что приводит к ухудшению качества сигнала, а также может вызывать воспаление и повреждение тканей. Эта проблема, известная как ретракция нитей, стала серьезным препятствием для развития технологии и, по сообщениям, привела к потере функциональности первого человеческого импланта Neuralink в 2024 году.

Чтобы преодолеть это ограничение, команда Китайской академии наук обратилась к древней японской технике складывания бумаги, превратив прямые электродные нити в спиралевидные структуры. Такая форма позволяет нитям растягиваться и сжиматься, поглощая движения мозга, а не сопротивляясь им, что значительно снижает механическое напряжение на ткани. Кроме того, новый имплант помещается на слой гидрогеля, который уменьшает трение при введении и служит дополнительным буфером, смягчая воздействие подвижек мозга. Благодаря этому электроды как бы «плавают» на поверхности мозга, следуя за его естественными движениями, вместо того чтобы быть жестко зафиксированными.

Эффективность новой технологии была подтверждена в ходе экспериментов на макаках, мозг которых по структуре близок к человеческому. Имплант, вдохновленный оригами, смог одновременно регистрировать активность более 700 нейронов коры головного мозга, охватывая при этом обширную область и демонстрируя значительно более высокую стабильность и устойчивость к смещению по сравнению с традиционными конструкциями. Успешное решение проблемы ретракции открывает новые горизонты для применения ИМК в помощи парализованным пациентам, восстановлении речи, лечении неврологических расстройств и потенциальном расширении когнитивных способностей человека. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Electronics.