Мозковий імплант RAPIDO: керування з іншого континенту — що це означає

Команда Корейського передового інституту науки і технологій (KAIST) та Університету Йонсей розробила бездротовий мозковий імплант, яким можна керувати через інтернет. У тестовому режимі сигнал був відправлений із Чикаго до лабораторії в Теджоні — відстань 10 596 кілометрів. Пристрій виконав команду в середньому за 109 мілісекунд.

Розробка отримала назву RAPIDO. Вона компактна: лабораторний щур з імплантом може вільно пересуватися без підключення до зовнішнього обладнання. Пристрій виконує дві функції — доставляє речовини через мініатюрний канал і стимулює мозок світлом через світлодіод. Керувати кожною функцією можна окремо, також можна програмувати час активації заздалегідь.

Ключова відмінність RAPIDO від попередніх систем — картридж, який можна перезаповнювати. Це дозволяє проводити тривалі експерименти без заміни всього імпланта. Як пояснив керівник дослідження, інженер-електрик KAIST Че Вон Чон, пристрій дає змогу проводити повторювані, довготривалі та дистанційно керовані фармакологічні й оптичні втручання у тварин без постійного контакту з ними.

Технологія може зменшити вплив дослідника на результати експериментів: присутність людини змінює поведінку тварин, а дистанційне керування дозволяє активувати обладнання без фізичного контакту. Крім того, вчені з різних країн можуть брати участь в одному експерименті.

У випробуваннях на щурах перевірили обидві функції. Імплант вводив різні дози кокаїну в прилегле ядро — ділянку мозку, що відповідає за винагороду та мотивацію. Різні дози викликали відповідні зміни рухової активності, і ефект повторювався через два, три та чотири тижні після імплантації. Автори наголошують: це не тестування лікування залежності, а підтвердження можливості контрольовано вводити речовини в конкретну ділянку мозку.

В окремому експерименті з оптогенетикою (метод, що робить клітини чутливими до світла) щури отримували кокаїн ін'єкцією, а імплант використовувався для світлової стимуляції сигнального шляху RhoA. Стимуляція під час формування асоціації змінила поведінку: щури не сформували перевагу до місця, пов'язаного з кокаїном. Це демонструє здатність платформи досліджувати зв'язок між нейронними маніпуляціями та поведінкою.

Попри успішні результати, RAPIDO — дослідницька платформа, а не медичний пристрій. Найбільший виклик, за словами Че Вон Чона, — доведення довгострокової безпеки та надійності в людському мозку. Потрібно перевірити біологічну сумісність, захисний корпус, безпеку системи доставляння речовин і механізми аварійного захисту. Окрема складність — оптогенетика: для її застосування потрібно безпечно доставити гени до клітин.

RAPIDO розвиває попередні технології, які вже дозволяли керувати імплантами зі смартфона. Нова система поєднує повторне доставляння речовин, світлову стимуляцію, програмований сценарій і віддалене керування в одному пристрої. Для водія ця новина поки що не має практичного значення: до появи подібних технологій у медичній практиці потрібні додаткові дослідження. Але напрямок зрозумілий — майбутні нейроінтерфейси можуть працювати на відстані, що відкриває нові можливості для науки.