Този електрод с форма на цвете обещава минимално инвазивни мозъчни операции

Учени от Швейцарския федерален технологичен институт в Лозана (EPFL) разкриха малък гъвкав електрод, който може да бъде разположен вътре в черепа, без да уврежда мозъка. Това ще позволи на лекарите да извършват минимално инвазивни операции на пациенти, които страдат от епилепсия и други мозъчни заболявания.

Електродът е направен от злато и прозрачен еластомерен материал и е достатъчно тънък, за да се побере в тясното пространство между черепа и мозъка. В наскоро публикувано проучване екипът на EPFL споменава, че успешно са тествали електрода върху прасе.

Основното предимство на това устройство е, че може да влезе в мозъка през малък отвор в черепа и след това да се разшири навътре, като това позволява на неврохирурзите да работят върху по-голяма повърхност (повече неврони и тъкани) на мозъка.

Какво прави електрода толкова специален?

Когато е напълно разгърнат, електродът има шест спираловидни рамена, всяко от които е с диаметър 4 сантиметра, когато са разпънати напълно. Това обаче не означава, че лекарите трябва да пробият голяма четирисантиметрова дупка в черепа, за да поставят устройството.

Преди разгръщането подобният на гума електрод първо се сгъва и опакова в цилиндрична тръба. След това тази тръба вкарва електрода в мозъка през двусантиметров отвор в черепа. След като достигне вътрешността на черепа, спираловидните рамена се разгъват напълно и електродът възвръща първоначалната си форма. Подобно въртящо се действие може да се види най-вече при меките роботи.

„Общността на меката роботика е много заинтересована от този механизъм. Красотата на механизма е, че можем да разположим електрод с произволен размер с постоянна и минимална компресия върху мозъка“, каза Сухо Сингх, водещ изследовател.

Спираловидната форма на електрода също е от значение. Интересното е, че първият прототип на електрода има прави рамена, но по време на тестовете не успява да се разпредели равномерно и покрива по-малко мозъчна повърхност.

Със спираловидни рамена изследователите преодоляват тези ограничения и успяха да разположат електрода в прасе. Екипът на EPFL вярва, че тяхната иновация може да предизвика разработването на повече такива меки и гъвкави неврохирургични приложения, които ще направят сложните мозъчни операции по-достъпни и по-малко рискови.

Значението на сгъваемите гъвкави електроди

Електродите се имплантират вътре в черепа най-вече за извършване на дълбока мозъчна стимулация. По време на тази стимулация електрически токове от външно устройство се използват за стимулиране на конкретните части на мозъка, които не функционират добре поради заболявания, вариращи от епилепсия до дистония и болест на Паркинсон.

Сгъваемите меки електроди дават надежда за милиони пациенти по целия свят. Това е така, защото в сравнение с конвенционалните импланти, сгъваемите електроди са по-малко инвазивни и могат да бъдат разположени по по-безопасен и удобен начин.

Плюс това, тяхната гъвкава структура им позволява да покрият повече мозъчни тъкани с минимален риск за черепа и мозъка по време на дълбока мозъчна стимулация.

„Минимално инвазивните невротехнологии представляват основни подходи за предлагане на ефективни, съобразени с пациента терапии.“, казва Стефани Лакур, старши автор на изследването и професор в EPFL.

Лакур и нейният екип планират да продължат изследванията си, така че скоро новият електрод и много други подобни технологии да бъдат достъпни за хората. Изследването е публикувано в Science Robotics.