Кытайда Илимдер академиясынын изилдөөчүлөрү мээ-компьютер карым-катышы үчүн биринчи «динамикалык» жана жумшак электродду иштеп чыгышты.
Мээ-компьютер карым-катышында же интерфейстеринде (BCI) жана башка нейрондук имплант системаларында электроддор негизги аспаб катары кызмат кылат. Алар – электрондук түзүлүштөрдү биологиялык нерв системалары менен байланыштыра турган негизги сенсорлор.
Азыр орнотулган электроддордун көпчүлүгү статикалык: бир жолу жайгаштырылгандан кийин, алар белгилүү бир аймактагы нейрондук активдүүлүктү гана чектелген өлчөмдө байкайт.
Убакыт өткөн сайын алар көбүнчө иммундук реакцияларды пайда кылат, сигналдын сапаты төмөндөйт же толугу менен иштен чыгат, бул мээ–компьютер карым-катышынын кеңири колдонулушуна жана трансформациялык потенциалына тоскоолдук кылат.
Эми Кытайдын Илимдер академиясы жарыялагандай, алардын изилдөөчүлөрү мээ–компьютер карым-катышы үчүн биринчи «динамикалык» жана жумшак электродду жарата алышты.
https://english.cas.cn/newsroom/research_news/infotech/202509/t20250915_1054637.shtml
Жаңы электроддун өзгөчөлүгү
17-сентябрда Nature журналында жарыяланган изилдөөгө Кытай Илимдер академиясынын Шэньчжэнь илимий-технология институтунун профессорлору Лю Чжиюань (Liu Zhiyuan), Сю Тяньтянь (Xu Tiantian) жана доцент Хан Фэй (Han Fei), ошондой эле Дунхуа университетинин (Donghua University) профессору Ян Вэй (Yan Wei) жетектеген топ катышкан.
Алар NeuroWorm деп аталган жумшак, кыймылдуу жана узак мөөнөткө импланттала турган була (волокно) электроддун сунушташты.
Кытай Илимдер академиясынын маалыматында белгиленгендей, бул – биологиялык-электрондук карым-катышта статикалык иштөөдөн динамикалык иштөөгө жана пассивдүү жазуудан активдүү, акылдуу изилдөөгө өтүүнү белгилей турган радикалдуу өзгөрүш.
NeuroWorm электродунун дизайны жер куртунун ийкемдүү кыймылына жана анын сегменттелген сенсордук системасына окшоштурулган.
Электроддорду татаал структуралаштыруу жана бүктөө ыкмасын колдонуп, изилдөөчүлөр ультражука ийкемдүү полимердеги эки өлчөмдүү массивди диаметри болжол менен 200 микрометр болгон кичинекей булага айлантышкан.
Көлөмү кымындай эле болгон NeuroWorm электродунун бүт узундугу боюнча 60ка чейин көз карандысыз сигнал каналдары интеграциялангандыктан, ал жогорку деңгээлде өнүккөн сенсордук магистральды эске салат.
Маанилүүсү, буланын учу чакан магниттик модуль менен жабдылган, бул имплантацияланган түзүлүштү тышкы магнит талаалары аркылуу зымсыз башкарууга мүмкүндүк берген.
Мындай конфигурацияда NeuroWorm жогорку сапаттагы мейкиндиктик-убакыттык сигналдарды өз ордунда жана убагында натыйжалуу каттап, ошол эле кезде зарыл болгон учурда мээ ичинде же булчуң тканынын боюнда жылып турган.
Жумшак электродду сыноо
NeuroWorm түзүлүшүнүн булчуң ткандарында жылуу жөндөмдүүлүгүн текшерүү үчүн, изилдөөчүлөр аны чычкандын булчуңуна жарым сантиметрлик минималдуу инвазивдүү кесүү аркылуу имплантташкан жана андан соң күнүмдүк кыймылын булчуң бетинде башкаруу үчүн тышкы магниттерди колдонушкан.
Рентген сүрөттөрү микроөлчөмдөгү бионикалык кумурскага окшогон биомиметикалык кыймылды жана ткандардын катмарларынын арасында электроддун жылмакай жылышын көрсөттү.
Имплантациядан жети күндөн кийин түзүлүш ар кандай позициялар арасында жылууга жөндөмдүү экенин көрсөтүп, ошол эле учурда бардык каналдардан так жана туруктуу электромиографиялык (ЭМГ) сигналдарды жазып турган. Бул функция «максаттуу жерлерде талапка ылайык өлчөө» принциби менен динамикалык жана так мониторингди натыйжалуу камсыз кылат.
Изилдөөчүлөр бир NeuroWorm түзүлүшүн чычкандын бут булчуңуна 43 жумадан ашык убакытка имплантташкан, жана бул мезгил ичинде ал электромиографиялык (ЭМГ) сигналдарды үзгүлтүксүз жана туруктуу жазып турган.
Була капсуланын калыңдыгы 23 микрометрге да жетпегендиктен, салттуу катуу электроддордо байкалган 451 микрометрге салыштырмалуу бир топ ичке болгон.
Мындан тышкары, изилдөөчүлөр NeuroWorm түзүлүшүн коёндун мээсине навигациялап, аны мээнин сырткы бөлүгүнөн ички аймактарына чейин жеткирип, бардык жол боюнда жогорку сапаттагы нейрондук сигналдарды алышкан. Бул мисалдар түзүлүштүн биологиялык шайкештигин жана узак мөөнөттүү туруктуулугун баса белгилейт.
Кытай Илимдер академиясынын маалыматында көргөзүлгөндөй, бул изилдөө магниттик башкаруу аркылуу импланттарды инвазивдүү эмес түрдө жылдырууга мүмкүнчүлүк берүүчү чечимди сунуштайт. Бул импланттын жылышы же туура эмес жайгашуусунан улам кайталанган операциялардын зарылдыгын жокко чыгарышы мүмкүн.
NeuroWorm – мээдеги нерв сигналдарын узак убакыт бою ар кандай позициядан каттап, байкоо жүргүзө алган жумшак жана акылдуу, ошондой эле денеге аз таасир берген, кичине кесүү менен эле коюуга боло турган түзүлүш. Аны мээ-компьютер карым-катыштарында (интерфейстеринде), акылдуу протездерде, эпилепсияны изилдөөдө жана өнөкөт нейрологиялык ооруларды дарылоодо колдонсо болот.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Мээ-компьютер карым-катышы (интерфейстери-brain-computer interfaces BCI) – мээнин электрдик активдүүлүгү менен тышкы түзүлүштүн ортосунда түз байланыш орнотуп, физикалык кыймыл эмес, ой аркылуу башкарууга мүмкүнчүлүк берүү. Практикада бул мээ сигналдарын жазып, талдап, аларды тышкы түзүлүштөргө буйруктарга айландыруучу система. Окумуштуулар BCI аркылуу адамдын когнитивдик функцияларын жакшыртуу, анын ичинде чыгармачылыкты өнүктүрүү, түздөн-түз роботтук системаларды жана башка өнүккөн технологияларды башкаруу мүмкүнчүлүктөрүн изилдеп жатышат. BCI колдонмолорунун көбү азырынча изилдөө лабораторияларында гана, ал эми чыныгы клиникалык шарттарда бир нече системалар гана текшерилип колдонулууда.
Электромиографиялык (ЭМГ) сигналдар – скелеттик булчуңдар кысылганда пайда болгон электрдик импульстар, нейро-булчуң активдүүлүгү. Бул сигналдар булчуңдун бетине коюлган (инвазивдүү эмес) же ичине орнотулган (инвазивдүү) электроддор аркылуу жазылат. ЭМГ-сигналдар булчуңдун абалы, күчү жана функциясы тууралуу маалымат берип, медициналык диагностикада, реабилитацияда, адам менен машина өз ара аракеттешүүсүндө, ошондой эле протездерди жана роботтук системаларды башкарууда колдонулат.
Микрометр – Эл аралык бирдиктер системасындагы (SI) узундук бирдиги. Башкача айтканда, метрдин бир миллионунан бири. Бир микрометр бир миллиметрдин миңден бирине (0,001 мм) барабар.
Шилтемелер:
- Маалымат макала Кытайдын Илимдер академиясынын https://english.cas.cn/newsroom/research_news/infotech/202509/t20250915_1054637.shtml интернет баракчасындагы маалыматтын негизимнде жазылды.
- Маалымат макалага негиз болгон изилдөө Nature журналында https://www.nature.com/articles/s41586-025-09344-w жарыяланган.
- Сүрөт unsplash.com сайтынан алынды, автору Steve Johnson.
