В попытке создать гибрид нервной ткани и электроники учёные из США провели любопытный эксперимент. Биоинженеры помогли нейронам выстроить упорядоченную сеть с микроскопическими полупроводниковыми трубками.
Исследователи из университета Висконсина в Мэдисоне собрали на подложке в упорядоченную структуру трубочки из кремния и германия. (Диаметр трубок был таким, что внутрь могли пройти аксоны, но не вся клетка нервной ткани.) Затем на перекрестия трубочек были высеяны нейроны мышей.
Материал стенок похож на оболочку нервных волокон и может изолировать аксоны (здесь выделены оранжевым цветом) от внешней среды (фото Minrui Yu).Оказалось, что даже без добавления каких-либо специальных веществ клетки тянулись к искусственным коридорам, повторяя их топографию. Иногда аксоны, изучая окружающее пространство, устремлялись даже по «тоннелям» в виде спиралей. В результате учёные получили сеть перекрещивающихся линий из нейронов.
Правда, пока не ясно, обеспечивает ли физический контакт клеток передачу между ними информации. К трубочкам подведены электроды, с их помощью учёные надеются в будущем поймать «разговоры» нейронов между собой. Эти данные помогут узнать, насколько точно взаимодействие клеток на подложке повторяет их поведение в теле живого существа.
Через стенки трубок проходит свет, а значит, в будущих опытах можно работать с генетически изменёнными аксонами, реагирующими на освещение (иллюстрация Minrui Yu).Как бы то ни было, но главный вывод нынешней работы таков — в теории биоинженеры могут построить любую структуру из живых нервных клеток, даже с очень точной геометрией.
В своей публикации в журнале ACS Nano американцы предполагают, что если исследование получит развитие, появится возможность изучать работу нервной ткани, проверять действие на нейроны различных условий и препаратов, сравнивать работу правильных и «поломанных» клеток, влиять на работу нервной ткани.
Если же удастся создать полноценный интерфейс между клетками и электроникой, медики получат возможность напрямую связывать, к примеру, нервную систему человека с протезами, а также создавать невероятные человеко-машинные интерфейсы
По материалам membrana.ru
