Робот, введенный в череп, расправляет щупальца, чтобы следить за мозгом
Мягкий робот, вставленный через отверстие в черепе, может развернуть шесть ног, заполненных датчиками, на поверхности мозга, чтобы контролировать электрическую активность. Версия этого робота уже была успешно протестирована на миниатюрных свиньях и когда-нибудь он может помочь людям, страдающим эпилептическими припадками.
Концепция предлагает менее инвазивный подход к размещению электродов на поверхности мозга по сравнению с традиционным методом, при котором хирурги вырезают в черепе отверстие размером с полностью выдвинутое устройство. Если он окажется безопасным и эффективным для людей, он в конечном итоге может помочь контролировать и даже лечить людей, страдающих эпилептическими припадками или другими неврологическими расстройствами.
«На самом деле существует очень большая площадь поверхности, до которой можно добраться, не выполняя обширную трепанацию черепа», — говорит Стефани Лакур из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне.
Мягкий робот имеет длину 2 сантиметра, а его ноги в основном сделаны из гибкого силиконового полимера. Ноги напоминают изогнутые лепестки цветка, спиралевидно обвивающие центральное тело, и в полностью вытянутом состоянии достигают диаметра 4 сантиметра. Каждая нога содержит электроды для мониторинга мозговой активности. При этом ноги могут быть удлинены до 8 или 10 сантиметров в будущих прототипах без необходимости увеличивать размер отверстия, прорезанного в черепе.
В заправленном виде ноги похожи на рукав с отогнутой назад к плечу манжетой, как бы вывернутой наизнанку. Чтобы развернуться, ноги наполняются жидкостью, которая выталкивает их наружу.
Робота тестировали на модели мозга из пластика и гидрогеля. Но исследователи также показали, как они могут установить одну прямую роботизированную ногу длиной 15 миллиметров на мозг геттингенской мини-свиньи. Во время демонстрации внутри живого животного электроды мягкого робота регистрировали модели активности мозга, когда исследователи электрически стимулировали морду мини-свиньи.
Размещение мягкого робота на поверхности мозга является сложной задачей, поскольку между человеческим мозгом и черепом практически нет промежутка — в среднем это пространство составляет всего 1 миллиметр, говорит Лакур. Исследователи спроектировали ноги робота так, чтобы они плавно расширялись, чтобы не оказывать слишком большого давления на мозг.
Датчики деформации, встроенные в каждую ногу, передают информацию о том, когда ноги робота полностью развернуты, без необходимости использования дополнительных камер или внешних датчиков. «Инновационное использование датчиков деформации… может уменьшить потребность в послеоперационной визуализации и сократить время, проводимое в операционной», — говорит Дамиано Бароне из Кембриджского университета.
Как только задача мониторинга мозга завершена, ноги робота сдуваются, чтобы хирург мог легко их вытащить. Исследователи планируют в конечном итоге масштабировать мягкого робота для испытаний на людях с помощью стартапа под названием Neurosoft Bioelectronics.
Обсудим?
Смотрите также:
