Нанозонд объединит человека с машиной

Химики и инженеры Гарвардского университета создали новый тип V-образного транзистора, который можно использовать для чувствительного зондирования внутри живых клеток и создания уникальных нейроинтерфейсов.

Наноразмерный проводок-транзистор NanoFET определяет поток ионов или электрические сигналы в клетках, том числе и нейронах. Устройство также может снабжаться рецепторами или лигандой, что позволит определить наличие того или иного вещества внутри клетки.

Человеческие клетки имеют разные размеры: от 10 микрон у нервных клеток до 50 микрон для клеток сердца, зонд американских ученых имеет диаметр до 5 микрон и может проникнуть в любую из них.


Покрытый двумя слоями фосфолипидов NanoFET легко проникает внутрь клетки

Покрытый двумя слоями фосфолипидов (тот же материал, из которого состоит и клеточная мембрана) NanoFET легко проникает внутрь клетки. Это избавляет от необходимости протыкать клеточную мембрану, так как зонд, по сути, сливается с ней с помощью механизма мембранного поглощения, который используется клеткой для поглощения вирусов и бактерий.

В настоящее время группа американских ученых разрабатывает более совершенную биоэлектронику, чтобы максимально использовать способность новых зондов-транзисторов отправлять и получать электрические сигналы и создать имплантируемые микроустройства, которые повысят качество соединения тела и нейроинтерфейсов, контролирующих протезы. Зонды на основе кремниевого нанопровода могут объединяться в большие массивы для картографирования биохимических и электрических сетей в тканях организма. С помощью существующих технологий такие измерения сделать очень сложно.

Ученые Гарвардского университета активно сотрудничают с группой исследователей из Массачусетского технологического института с целью скорейшей интеграции NanoFET в медицинское оборудование.

Широкое применение новой технологии, кроме научных открытий и применения в медицине, сулит и огромные перспективы в создании альтернативных нейроинтерфейсов в теле человека, например, для управления различной сложной военной и гражданской техникой. Перестают быть фантастикой и технологии, позволяющие "снимать" изображение со зрительного нерва и транслировать его на монитор и, наоборот, отправлять картинку с камеры в мозг. Теоретически, становится возможным подключить к нервной системе человека любое устройство или машину, которые управляются электрическими импульсами.

Лиганда - молекула, взаимодействующая с конкретным участком определенной структуры, так, например, кислород является лигандой для гемоглобина