«Мы разработали крошечный датчик spinalNET, который записывает электрическую активность спинальных нейронов, когда субъект выполняет нормальную деятельность без каких-либо ограничений», — сказал Юй Ву, ученый-исследователь, входящий в команду нейроинженеров Университета Райса.
Новые технологии с имплантами намного улучшили возможности изучать и даже модулировать активность нейронов головного мозга, однако нейроны спинного мозга труднее изучать в действии. Точно понимая, как нейроны спинного мозга обрабатывают ощущения и контролируют движения, ученые могли бы разработать более эффективные методы лечения заболеваний и травм спинного мозга.
Учеными разработан датчик spinalNET, который записывает электрическую активность спинальных нейронов. Его использовали на лабораторных грызунах для записи активности нейронов в спинном мозге в течение длительных периодов времени и с большим разрешением, даже отслеживая один и тот же нейрон в течение нескольких дней. Исследование опубликовано в Cell Reports.
По словам Лан Луана, доцента кафедры электротехники и вычислительной техники и автора исследования, проблема в том, что спинной мозг очень сильно двигается во время нормальной деятельности. Каждый раз, когда вы поворачиваете голову или наклоняетесь, нейроны спинного мозга также движутся. А жесткие датчики, имплантированные в спинной мозг, неизбежно нарушают, или даже повреждают хрупкие ткани. В сравнении с ними SpinalNET более чем в сто раз меньше ширины волоса, и это делает его чрезвычайно мягким и гибким.
Используя spinalNET, исследователи смогли определить, что спинальные нейроны в центральном генераторе паттернов — нейронной цепи, которая может генерировать ритмические двигательные паттерны, такие как ходьба, в отсутствие конкретной информации о времени — по-видимому, участвуют в гораздо большем, чем просто ритмическом движении.
Также ученые обнаружили, что многие нейроны не имеют очевидной корреляции с движением, следовательно, спинной контур, контролирующий ритмические движения, намного сложнее, чем предполагалось. Однако исследователи заявили, что надеются помочь разгадать некоторые из этих сложностей в будущих исследованиях.