Подключиться к нейронным сетям мозга как в «Матрице».

Южнокорейская исследовательская группа под руководством профессора Хонсу Чоя (Hongsoo Choi) из DGIST (Институт науки и технологий Тэгу Кенбук) на факультете робототехники и мехатроники разработала микроробота, способного формировать нейронные сети и разделять ткани гиппокампа в лабораторных условиях (in vitro) в состоянии ex vivo (вживую). Была подтверждена возможность анализа структурно и функционально связанных нейронных сетей с использованием микроробота в условиях во время доставки и трансплантации клеток. Ожидается, что результаты исследований найдут применение в различных областях, включая нейронные сети, продукты клеточной терапии и регенеративную медицину.

Продукты клеточной терапии и технология доставки клеток были разработаны для регенерации нервных клеток, поврежденных болезнями. В последние годы получают признание различные технологии с использованием микророботов, способных осуществлять точную, минимально инвазивную[ доставку клеток.

Исследовательская группа под руководством профессора Чоя использовала микророботов, в которых практически применено подключение по нейронной сети. В этой технологии использовались микророботы для анализа нейронных сетей, функционально связанных в условиях ex vivo, и доставки клеток. В эксперименте использовалась мозговая ткань лабораторной мыши.

Исследовательская группа сначала прикрепила суперпарамагнитные наночастицы оксида железа к основным нервным клеткам гиппокампа лабораторной мыши, чтобы изготовить Mag-Neurobot в трехмерной сферической форме. Магнитные наночастицы были прикреплены к внешней стороне робота, чтобы он мог перемещаться в нужное место, реагируя на внешние магнитные поля. Безопасность также была подтверждена тестом на биосовместимость, в котором магнетизм робота не влиял на рост нервных клеток.

Затем микроробота поместили в участок ткани гиппокампа мыши с помощью управления магнитным полем. С помощью иммунофлуоресцентного окрашивания команда обнаружила, что клетки в микророботе и клетки в срезе ткани гиппокампа структурно связаны через нейриты (длинные отростки нервных клеток).

Кроме того, микроэлектродная матрица (MEA) использовалась для стимуляции нервных клеток в микророботе, чтобы определить, проявляют ли нервные клетки, доставляемые микророботом, типичные электрофизиологические характеристики. Было подтверждено, что электрические сигналы обычно распространяются через нервные клетки в срезе ткани гиппокампа. Соответственно, нервные клетки, доставляемые микророботом, могут функционально формировать клетки и нейронные сети внутри участка ткани гиппокампа лабораторной мыши. Кроме того, команда продемонстрировала, что микроробот может выполнять доставку нервных клеток и формировать искусственные нейронные сети.

Доктор Чой сказал:  – Мы доказали, что микроробот и нервные ткани мозга мыши могут быть функционально связаны с помощью электрофизиологического анализа, и добавил: – ожидается, что технология, разработанная в этом исследовании, будет использоваться для проверки таргетной терапии в области неврологических расстройств и в области клеточной терапии.

15.02.2023. Источник: EurekAlert