Имплантаты, регулирующие электрическую активность в мозге, использовались для лечения симптомов Паркинсона на протяжении десятилетий. Новая разработка ученых может значительно улучшить жизнь с этими устройствами за счет использования встроенного трибоэлектрического наногенератора. Принцип его действия основан на эффекте, с которого человечество и познакомилось с электричеством, — он сводится к тому, что при трении двух предметов из разных материалов на них накапливаются противоположные заряды. Этот эффект и называется трибоэлектрическим.
Глубокая стимуляция мозга включает в себя имплантацию крошечных электродов в целевые области мозга для подачи слабых электрических импульсов с целью коррекции аномальной электрической активности в органе. Этот метод был одобрен для лечения тремора при болезни Паркинсона в 1997 году, но недавно ученые адаптировали его для лечения депрессии и импульсивного поведения с вполне перспективными результатами.
В настоящее время около 150 000 пациентов получают эти имплантаты каждый год, при этом устройство размещается под кожей грудной клетки, а электроды протянуты до мозга. В их нынешнем виде устройства работают на батарейках, нуждающихся в замене каждые два или три года, и каждый раз для их замены требуется хирургическое вмешательство.
Ученые из США разработали новое устройство с использованием трибоэлектрического эффекта для глубокой стимуляции мозга, получающее энергию при преобразовании дыхательных движений человека. Имплантат состоит из слоев трибоэлектрических материалов, которые генерируют электричество за счет трения. Получаемое электричество заряжает биосовместимый суперконденсатор, который, в свою очередь, снабжает энергией стимулятор мозга.
В своей разработке ученые использовали новые наноматериалы, способные выделять значительную энергию при контакте друг с другом, достаточную для работы стимулятора мозга.
В настоящее время команда ученых планирует протестировать работу системы на крупных животных.
Источник: Cell Reports Physical Science
