27.10.2011, 20:00

НОВИНКИ ТЕХНОЛОГИЙ: из золота и наноплёнок создали нейропротез

ОРЕАНДА-НОВОСТИ. Американские учёные создали нейропротез из золота и наноплёнок, позволяющий соединить несколько нейронов или заблокировать передачу импульсов между ними, не нарушая работу соседних нервных клеток, и использовали его для соединения мускулов ноги лягушки с компьютерным мозгом.

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Methods. Группа учёных под руководством Сэмуэля Линя из Гарвардского университета полагает, что их изобретение может стать основой для разработки устройств, которые вернут подвижность паралитикам и заблокируют повреждённые нейроны у людей, страдающих эпилепсией или хроническими болями.

Энергия и информация во всех созданных человеком электрических и электронных приборах передаётся с помощью электронов. Именно движение электронов называется электрическим током. Нервные клетки используют ионы металлов – в частности, калия, натрия и кальция – для передачи электрических импульсов. Поэтому, стимулирование нейронов при помощи "несовместимого" с ними электрического тока зачастую наносит вред клетке и создаёт "ложные" сигналы в соседних нервных окончаниях.

Нервный протез Линя и его коллег состоит из нескольких золотых наноэлектродов и набора специальных мембран, которые пропускают только некоторые виды ионов.

Ключевой элемент этого прибора – наноплёнка из мембран – служит своеобразным электрохимическим насосом, который всасывает или выталкивает ионы из пространства между мембраной и телом нервной клетки при пропускании тока сверхмалой силы через жидкость, окружающую нейроны.

Необычно высокая или низкая концентрация ионов калия, натрия или кальция приводит к повышению чувствительности фрагмента нервной клетки, к которой подключён протез. Такой нейрон будет реагировать на самые слабые электрические импульсы, которые не почувствуют его близлежащие "коллеги".

Исследователи проверили своё изобретение, соединив седалищный нерв в ноге американской лягушки-быка (Rana catesbeiana) с электрическим "мозгом". Ученые изменяли концентрацию ионов кальция у окончания нейрона, стимулировали его слабыми импульсами тока и замеряли силу сокращений мускула, к которому был подключён седалищный нерв.

Простое подключение протеза, без предварительной "накачки" насосом, уменьшило минимальную силу тока, на который будет реагировать нерв, примерно на 40%. Минута работы насоса снизила этот потолок ещё на 20% - до 2,2 микроампер.

Затем Линь и его коллеги приспособили свой "протез" для блокировки сигнала. Они подключили к середине седалищного нерва из первого эксперимента второе устройство, в котором полярность электродов была изменена на обратную.

"Протез" блокировал сокращение мускулов при силе тока, в один или два раза меньшей по сравнению с обычными электродами. Кроме того, такое устройство меньше вредило мускулам, что подтверждается тем, что они начинали двигаться почти сразу после отключения блокировки.

Убедившись в действенности "протеза", авторы статьи провели аналогичный эксперимент по блокировке с плёнками, пропускающими ионы калия и натрия. Как отмечают исследователи, этими ионами значительно сложнее управлять из-за их высокой концентрации в тканях организма - для заметного уменьшения концентрации потребуется высокая сила тока, что ограничивает практическую полезность таких плёнок.

С другой стороны, эксперимент показал, что такие "протезы" всё же работают - через пять минут после включения насоса сокращение мускулов было полностью заблокировано при силе импульсов, не превышающей 30 микроампер. С другой стороны, восстановление работы нерва требует его "очистки" от ионов калия или натрия в течение нескольких минут, что недопустимо для практического применения таких "протезов".

Учёные полагают, что их технология может послужить основой для создания безопасных нейронных протезов, однако сначала нужно испытать такие устройства на нервных клетках млекопитающих и изучить их работу в составе живых тканей, передаёт Газета.Ру.

Тем временем, компания Nokia на конференции Nokia World, которая открылась в Лондоне 26 октября, продемонстрировала мобильное устройство, управлять которым можно, изгибая его в разных направлениях, передаёт CNET News.

Устройство является прототипом и носит название Nokia Kinetic Device. На демонстрационном образце можно было просматривать фотографии и слушать музыку. Для "перелистывания" треков или изменения масштаба фотографии аппарат нужно изогнуть определённым образом. Есть ли в прототипе телефонный модуль, не сообщается.

Nokia Kinetic Device оснащён экраном из органических светодиодов. Диагональ экрана не раскрывается, но судя по фотографиям, составляет около 4-4,5 дюймов. Представитель Nokia Крис Бауэр (Chris Bower) рассказал, что в устройстве применяются углеродные нанотрубки. Их электрическое сопротивление изменяется, когда устройство сгибают.

Одним из достоинств "гибкого" форм-фактора называют возможность управлять аппаратом вслепую - например, отклонить входящий вызов, согнув лежащий в кармане телефон.

В Nokia подчеркивают, что показанное на Nokia World устройство является прототипом. Планирует ли компания запускать в производство гибкие телефоны и планшеты, пока неизвестно.

Конференция Nokia World проводится компанией Nokia ежегодно. В этом году компания представила на ней первые смартфоны на Windows Phone 7 и анонсировала линейку бюджетных аппаратов Asha, напоминает Лента.ру.

Следующую сводку НОВИНКИ ТЕХНОЛОГИЙ читайте завтра, 28 октября 2011 года, в 21.00.