Tim istraživača iz Kine i Japana razvio je ultrafleksibilni niz elektroda za moždane implantate, koji bi mogli pomoći u prevladavanju velike prepreke u sučeljima mozak-računalo (BCI): fizičke neusklađenosti između krutih metalnih elektroda i mekog moždanog tkiva, što obično dovodi do kronične upale i degradacije signala.

Istraživači s Međunarodne poslijediplomske škole Shenzhen Sveučilišta Tsinghua, Sveučilišta u Tokiju i Instituta za znanost o mozgu Shenzhen-Hong Kong Kineske akademije znanosti testirali su fleksibilni moždani implantat u pokusima na životinjama. Uspjeli su, čini se, postići dugoročnu jasnoću signala i sigurnu, stabilnu funkcionalnost tijekom razdoblja od 18 mjeseci.

Novi umetak temelji se na potpuno organskom, ultrafleksibilnom materijalu za implantate nazvanom Chip (vodljivi hidrogel s međufaznom perkolacijom).

Testirano na zečevima

U prošlosti je bilo teško koristiti hidrogelove, koji su polimerne mreže nabubrene vodom, za moždane implantate. Ovi materijali su biokompatibilni, ali mogu biti i problematični zbog, primjerice, poput slabe električne vodljivosti i sklonosti bubrenju poput spužvi kada su u kontaktu s tjelesnim tekućinama. Bubrenje iskrivljuje mikroskopsku mrežu elektrodnih kanala, uništavajući svaku nadu u mikroinženjering.

U ovom slučaju hidrogel je prethodno usidren na krutu, ultratanku parilensku podlogu kako bi se potpuno zaključao njegov oblik. Zatim je izrezbaren pomoću visokoprecizne fotolitografije dok je bio potpuno suh.

Rezultat je niz od 128 kanala debeo samo devet mikrometara, daleko tanji od pramena ljudske kose. Štoviše, mikroskopski kanali su čvrsto zbijeni kako bi se postigla gustoća podataka 10 puta veća od bilo kojeg prethodnog hidrogelnog implantata. Postignuta je električna vodljivost od 2512 S/cm, uz manje od četiri posto varijacije tijekom testiranja.

Kako bi vidjeli može li materijal preživjeti vlažno okruženje živog tijela, tim je implantirao nizove u zečeve. Tijekom više od 550 dana životinje koje su se slobodno kretale emitirale su kristalno jasnu neuronsku aktivnost. Čak i nakon 18 mjeseci, omjer signala i šuma ostao je na 94 posto jasnoće prvog dana. 

Kada su istraživači pregledali moždano tkivo histološkim bojenjem, gotovo da nisu pronašli upalu. Nizovi su također izdržali tisuću ciklusa vlačnog naprezanja od 30 posto, što je apsolutna maksimalna deformacija koju stvarno moždano tkivo može podnijeti