Mozek a elektrokortikografický robot

2023/ 20.06.

Švýcarští vědci vytvořili unikátního robota schopného rozvinout se uvnitř lebky a umožnit minimálně invazivním způsobem zkoumat mozek a implantovat rozhraní mozek-počítač.

Aby dnes šlo analyzovat mozek po traumatických poraněních, umísťují se na jeho povrch elektrokortikografické mřížky elektrod, které umožňují snímat záznamy mozkových signálů lépe než elektroencefalografická (EEG) data z elektrod na pokožce hlavy a méně invazivním způsobem než sondy zapíchnuté do mozku. Umístění mřížek na mozek však vyžaduje vytvoření otvorů v lebce, takže tyto operace jsou velmi náročné a nesou i rizika komplikací.

Tento problém by mohl vyřešit experiment vědců ze švýcarského Polytechnického institutu v Lausanne (EPFL). Vyvinuli totiž měkkého robota podobného chobotnici, kterého je možné umístit do lebky skrz malou dírku a rozvinout mezi lebkou a mozkem elektrokortikografickou mřížku o šířce 4 cm, přičemž vše se vejde do prostoru tenkého zhruba jen 1 mm. Toto řešení experimentálně potvrdili na malém praseti.

Pole o šesti spirálních ramenech, které maximalizují jeho povrchovou plochu a tím i počet elektrod v kontaktu s mozkem, vědci vytvořili napařením pružných zlatých elektrod o tloušťce méně než 400 µm na flexibilní silikonovou gumu. Pole následně složili do válcové trubice a umístili otvorem v lebce pomocí vodného roztoku, který během 30 sekund způsobil, že každé spirální rameno se navrátilo do své původní formy. Senzory monitorovaly v reálném čase tlak kapaliny, a pomohly tak zajistit, aby při napínání netlačila příliš velkou silou.

Když vědci poté elektricky stimulovali čenich prasete, pole úspěšně zachytilo mozkovou aktivitu související s pocity. V budoucnu chtějí vytvořit pole, která dokážou detekovat mozkové vlny a také stimulovat mozek.

Foto: EPFL

Elektronické pole tvoří kruh se šesti spirálovitými vlnami, které se odvíjejí ze středu, zlatá elektroda sedí v exponované části mozku.