Впервые создана 3D-биоэлектронная сетка для мониторинга активности нейронов в органоидах мозга

Специалисты Северо-Западного университета (США) совместно с экспертами из реабилитационного центра Shirley Ryan AbilityLab разработали эластичный трехмерный биоэлектронный интерфейс. Устройство способно плотно облегать церебральные органоиды («мини-мозг»), обеспечивая высокоточную регистрацию нейронной активности с 91% их внешней поверхности.

Инновационная система представляет собой сетчатый каркас, интегрирующий 240 микросенсоров диаметром всего 10 микрон, что сопоставимо с размером одиночной клетки. Каждый датчик обладает автономной адресацией, а пористая архитектура прибора не препятствует свободной диффузии кислорода и питательных веществ, сохраняя жизнеспособность биологической ткани.

В противовес традиционным жестким и плоским электродным массивам, новая гибкая матрица адаптируется под сложную геометрию органоида, позволяя одновременно считывать сигналы и проводить стимуляцию в сотнях точек. Это впервые открывает возможность для детального картографирования работы целостных нейронных сетей, а не только фиксации разрозненных импульсов.

Манипулируя формой сетки, ученые получили возможность направлять рост тканей, создавая кубические, гексагональные и иные структурные модули, что крайне перспективно для технологий тканевой инженерии. В ходе фармакологических тестов система уже продемонстрировала свою эффективность, выявив ранее недоступные для наблюдения изменения в функциональном состоянии нейроидов под воздействием препаратов.

Данная методика создает принципиально новые условия для скрининга лекарственных средств и изучения механизмов восстановления когнитивных функций. Объемная биоэлектроника становится ключевым инструментом в арсенале современной нейробиологии и персонализированной медицины.

Источник: iXBT