Нейроинженерия и нейротехнологии - А. С. Брюховецкий

Скачать книгу

результат работы: в нейронах возникали отклики на внешнюю электростимуляцию, осуществляемую через нанотрубки с помощью подсоединенного к подложке Ag-электрода. Таким образом, нанотрубки – не только хорошая поверхность для выращивания нейронной сети, они могут и способствовать повышению эффективности работы мозга благодаря передаче по ним электрического сигнала.

      В последующих экспериментах ученые использовали как одностенные, так и многостенные нанотрубки. Влияние УНТ на функции нейронов исследовали, сравнивая данные для гиппокампальных клеток крыс, культивированных 8—12 дней на УНТ-пленках и контрольных подложках. Материалами контрольных подложек служили оксид индия-олова ITO, имеющий высокую электропроводность, и пептиды – неэлектропроводные, но самособирающиеся в нановолокна, похожие на нанотрубки.

      Были использованы стандартные электрофизиологические методы, которые позволили зарегистрировать заметное повышение синаптической активности для УНТ-образцов. Результаты подтвердили специфичность нанотрубок, т.к. ни высокая электропроводность первой контрольной подложки, ни нановолокнистая структура второй не помогли стимулировать нейроны. Далее авторы изучили, как нанотрубка может влиять на электрические свойства отдельного, изолированного от сети нейрона. На основании результатов измерений и математического моделирования они пришли к выводу, что нанотрубка может служить «цепью короткого замыкания» между телом нейрона и отростками, таким образом «приближая» к телу удаленные участки нейрона. Если это действительно так, то можно надеяться, что углеродные нанотрубки помогут не только устранить некоторые заболевания и нарушения нервной системы, но и смогут заметно повысить эффективность работы мозга. Это действительно научный прорыв в создании новых форм «биоконтактов» между живыми и неживыми элементами нервной ткани человека, и это направление заслуживает поддержки и фундаментального изучения.

      Исследования американских ученых показали, что годятся не всякие подложки из проводящих УНТ! Оказывается, существует достаточно узкий диапазон электропроводности, оптимальный для эффективного развития нейронов. Авторы работы синтезировали ОСНТ, добавили полиэтиленгликоль (ПЭГ), способствующий их растворению и, соответственно, улучшающий биосовместимость, в УЗ-ванне получили однородную дисперсию и распылением нанесли на горячее покровное стекло однородную пленку. Изменяя толщину пленки, можно было контролируемым образом менять электропроводность. Материалы подложек толщиной 10, 30 и 60 нм имели удельную электропроводность 0,3; 28 и 42 См/см соответственно. Для контроля использовали покровные стекла, покрытые неэлектропроводным полиэтиленимином (ПЭИ), который применяется в нейробиологии для активизации адгезии и роста клеток. Культуры гиппокампальных нейронов крыс выращивали на подложках в течение 3 дней. Нейроны имели флуоресцентную

Скачать книгу