Компанія Windhorse Aerospace запропонувала робити безпілотники з ковбаси
22 Березня , 2017
Атомні годинники з оптичними ґратами стануть чутливим елементом детектору гравітаційних хвиль
22 Березня , 2017

Створено найтонше волокно, що дозволяє передавати в мозок хімічні, оптичні і електричні сигнали одночасно

Міжнародна група вчених, очолювана вченими з Массачусетського технологічного інституту, створила перше у своєму роді гнучке волокно, товщина якого порівнянна з товщиною людської волосини і яке дозволяє передавати в мозок і отримувати назад сигнали електричної, хімічної та оптичної природи одночасно. Над створенням цього волокна працювали вчені-матеріалознавців, хіміки, біологи і вчені інших напрямків, а в майбутньому, після того, як волокно отримає ще більш біологічно сумісний характер, воно може бути використано для вивчення особливостей функціонування мозку, взаємозв’язків між окремими ділянками мозку а також, для створення нових і більш досконалих видів інтерфейсу між мозком і комп’ютером.
Матеріал універсального волокна підбирався таким чином, щоб забезпечити його максимальну подібність м’яким нервовим тканинам. Це, в свою чергу, дозволить підключати до мозку імплантати будь-якого ступеня складності, при цьому, глибина занурення в мозок” буде набагато більша, ніж це дозволяють зробити матриці жорстких металевих або кремнієвих електродів, які використовуються зараз.
На даний момент, випробування функціонування волокна проводилися на піддослідних тваринах. Через один з двох крихітних каналів всередині волокна в нейрони мозку гризунів був введений генетичний препарат, що робить ці нейрони чутливими до світла. Потім оброблені нейрони були освітлені світлом, переданим через оптичний хвилевід всередині волокна. І під кінець, учені зробили реєстрацію електричної діяльності окремих нейронів, використовуючи для цього електричну провідність певних шарів волокна. І все це було зроблено за допомогою єдиного волокна, товщиною близько 200 мікрометрів, що трохи більше товщини людського волоса.
Ключовим моментом, що дозволив створення такого багатофункціонального волокна, стала технологія виробництва найтонших провідників, гнучких, які мають високу електричну провідність. Основу провідників складає тонка поліетиленова трубочка, об’єм якої заповнений “пластівцями” графіту. А процес її виробництва полягає в повторюваної послідовності двох операцій, нанесення графітового шару поліетиленову основу і стиснення всього цього під тиском з наступним нанесенням чергового найтоншого шару поліетилену. Наявність графіту в спеціальному поліетилені, який має власну електричну провідність, збільшило його провідність в чотири-п’ять разів.
Крім високої електричної провідності, створене волокно має прозорість, достатньою для передачі по ньому оптичних каналів. Крім цього, за рахунок збільшення товщини одного з графітових шарів під час виробництва, в одному волокні організовано два незалежних світловода, які практично не впливають один на одного. А порожнини, залишені в товщі волокна, виступають у ролі каналів, які можна використовувати для транспортування по них рідких речовин.
За рахунок малої товщини волокна вчені мають можливість використовувати матриці таких волокон, охоплюючи ними досить великі ділянки мозку. Для демонстрації цієї можливості волокна були поміщені в кілька окремих ділянках мозку піддослідної тваринни, що дозволило вченим простежити шляхи проходження нервових сигналів і сигналів відповідних реакцій мозку на ці сигнали.
Найближчим часом учені планують зменшити товщину багатофункціонального волокна, зробивши його більш гнучким. Крім цього, на заміну поліетилену шукається матеріал, який забезпечить волокну підвищену м’якість і збільшить його біологічну сумісність з усіма видами нервових тканин. А тим часом, безліч наукових груп з різних куточків земної кулі вже оцінили можливості нової розробки і замовили в для власних потреб певну кількість багатофункціонального волокна для проведення власних досліджень.

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: