В LIFT разработали прототип эластичной электродной матрицы для помощи нейрохирургам при операциях на мозге

Ученые LIFT совместно с коллегами из Алферовского университета и ФМБА России разработали прототип эластичной субдуральной электродной матрицы для регистрации электрической активности мозга в ходе операции. Эта разработка станет основой для создания отечественной медицинской электродной матрицы. Уникальные свойства прототипа заметно снизят травмирование тканей мозга при мониторинге нейрохирургических операций по удалению опухолей, аневризм или эпилептических очагов в головном мозге.

Во время операций врачи используют поверхностные электродные матрицы, чтобы отслеживать активность мозга. Это помогает определять важные для его работы функциональные зоны (например, связанные с речью, движением, зрением, слухом) и избегать их повреждения.

Современные решения в области поверхностных электродов обладают рядом недостатков, например, низкой эластичностью. Это приводит к потере плотного контакта между матрицей и поверхностью мозга, травмированию тканей при манипуляциях, и, как следствие, к ограничениям в использовании. Кроме того, на данный момент большая часть таких электродных матриц импортируется в Россию из-за рубежа, при этом они изготавливаются по устаревшим технологиям.

Ученые из группы «Молекулярные нейроинтерфейсы» центра LIFT совместно с исследователями из Алферовского университета и специалистами ФМБА России разработали прототип уникальной эластичной электродной матрицы нового поколения.

Созданная из эластичного полимера полидиметилсилоксана, она плотно прилегает к поверхности мозга, не травмирует окружающие ткани, не теряет электрические свойства после применения, биосовместима и обладает достаточной прозрачностью для осуществления визуального контроля в ходе операции.

Функциональность новой матрицы ученые подтвердили в эксперименте с регистрацией электрической активности мозга крысы во время сна: матрицу поместили на поверхность мозга, так чтобы она принимала сигналы сразу от обоих полушарий, а внутрь мозга установили инвазивный электрод. Результаты показали, что матрица улавливает синхронную активность обоих полушарий, и эта активность похожа на ту, что фиксировал инвазивный электрод.

Разработанный прототип лег в основу создания опытного образца медицинской субдуральной матрицы, которую ученые планируют вывести на опытно-промышленное производство к 2028 году.

В перспективе разработанный прототип субдуральной электродной матрицы может стать основой для изготовления манжетных электродов и электродов для терапевтической стимуляции спинного мозга, а также нового поколения интерфейсов мозг-компьютер.