Тоньше волоска в сотни раз. Ученые создали аппарат, способный восстанавливать нервные соединения

Фото: Daily Mail

Похоже, что ученые совершили очередной захватывающий прорыв в сфере восстановления нервных окончаний. Исследователи из Университета Райса создали невероятно маленький материал, способный не только стимулировать активность нервов, но и соединять их. Это открытие может привести к созданию крошечных частиц, которые можно будет вводить в организм, что, возможно, заменит более крупные медицинские устройства, пишет New Atlas.

Для достижения своей цели ученые использовали уникальный подход, на удивление чем-то напоминающий сэндвич. Они взяли два слоя металлического вещества, известного как метглас, и поместили между ними специальный слой, называемый титанатом циркония свинца. Этот средний слой является так называемым пьезоэлектрическим материалом, то есть он вырабатывает электричество при нажатии или сдавливании. С другой стороны, метглас изменяет свою форму под воздействием магнитного поля. При приложении магнитных импульсов метглас меняет свою форму, заставляя пьезоэлектрический слой вырабатывать электрический сигнал. Такое сочетание свойств называется магнитоэлектрическим.

Руководитель исследовательской группы Джошуа Чен сравнил цель исследования с созданием настолько миниатюрного материала, что его попадание внутрь тела могло бы стимулировать работу мозга или нервов. Этот материал сможет улавливать магнитные поля тела и преобразовывать их в электрические сигналы — так же, как это делает наша нервная система.

Если вы думаете: "А разве раньше ученые не рассматривали возможность использования магнитоэлектриков для нервов?", то вы правы. Вы будете правы. В 2021 году даже было проведено исследование, в котором изучался вопрос о том, как магнитоэлектрические устройства могут передавать сигналы по беспроводной связи, потенциально заменяя поврежденные нервные клетки. Однако препятствием стало то, что сигналы, посылаемые этими материалами, обычно слишком быстрые, чтобы наши нервы могли их понять.

Команда Райса нашла остроумное решение. Они добавили в магнитоэлектрическую пленку дополнительные слои, в том числе такие вещества, как платиновый оксид гафния и оксид цинка. Даже с этими добавками пленка оставалась впечатляюще тонкой — около 200 нанометров. Для сравнения: это намного тоньше, чем прядь человеческого волоса, ширина которой составляет около 90 000 нанометров.

Настоящим испытанием стало изучение свойств этого материала на живых организмах. Поэтому его изначально опробовали на крысах. Результаты впечатлили авторов, так как материал смог активировать нервы крыс и даже восстановить поврежденный седалищный нерв. Кроме того, он работал примерно в 120 раз быстрее, чем другие аналогичные материалы.

Более того, его применение не ограничивается только лечением нервных заболеваний. Чен считает, что этот материал может помочь устранить разрывы в поврежденных нервах, восстанавливая быстрое прохождение электрических сигналов. Также, принципы, использованные при создании этого материала, могут быть полезны и в других областях, например, при разработке современных датчиков и запоминающих устройств для электроники.

Хотя это изобретение и стоящие за ним технологии и похожи на футуристический фильм, данное исследование дает надежду на более эффективные методы лечения в неврологии и не только.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Ирина Скиба / Skibair
Журналист GolosInfo