Мозг использует электрические импульсы для обмена сигналами, и человечество уже научилось стимулировать различные области этого органа при помощи специальных имплантатов. Теперь же исследователи пришли к выводу, что осуществлять коммуникацию с мозгом можно без помощи массивных устройств, но посредством введения наночастиц.
Авторы нового исследования, результаты которого изложены в статье журнала Future Medicine, уверены, что методика стимуляции наночастицами поможет не только в лечении некоторых заболеваний мозга, но однажды позволит осуществить прямой обмен данными между сознанием и компьютером.
Для коммуникации с мозгом на его "языке" (то есть через отправку электронных импульсов) учёные предлагают использовать магнитоэлектрические наночастицы. Они реагируют на внешние магнитные поля, в результате чего генерируется поле электрическое. Если такие наночастицы находятся рядом с нейронами, то создаваемое электрическое поле налаживает коммуникацию между клетками.
Чтобы проверить данную гипотезу, ведущий автор нового исследования Сахрат Хизроев (Sakhrat Khizroev) и его коллеги из Флоридского международного университета в Майами провели эксперимент. Учёные ввели 20 миллиардов наночастиц в мозг мышей. Затем они активировали магнитное поле для индуцирования электрического поля. Электроэнцефалограмма показала, что область мозга грызунов, окружённая наночастицами, активирована, что указывает на то, что электрическое поле, созданное этими частицами, спровоцировало коммуникацию между нейронами.
"Когда магнитоэлектрические наночастицы подвергаются воздействию даже крайне низкочастотного магнитного поля, они генерируют своё собственное локальное электрическое поле на той же частоте. В свою очередь электрическое поле может непосредственно соединяться с электрической схемой нейронной сети мозга", — поясняет Хизроев.
Целью исследовательской группы является создание такой системы, которая обеспечила бы одновременную визуализацию мозговой активности и точную доставку медицинских препаратов. Поскольку наночастицы по-разному реагируют на различные частоты магнитного поля, они могут быть настроены и на высвобождение лекарств.
К сегодняшнему дню эксперименты команды Хизроева уже успели продемонстрировать, что массив наночастиц, управляемый магнитным полем, способен точно доставить лекарства от ВИЧ, а также препарат паклитаксел, предназначенный для борьбы с раковыми опухолями.
В будущем подобная методика может также быть использована для создания канала связи между мозгом и компьютером. Пока что экспериментов для подтверждения этой идеи проведено не было, однако если верно обратное (компьютер может стимулировать мозг через наночастицы), то и данные из мозга можно будет перенести на компьютер.
