Гибкий сенсор открывает невиданные возможности для изучения сетчатки

Макропористая и ультрагибкая сенсорная сеть для изучения сетчатки вводится с помощью единственной инъекции.

Иллюстрация Lieber Group, Harvard University.

Новый метод впервые открывает возможность изучения отдельных нейронов сетчатки и в перспективе поможет проследить их связь с мозгом.

Иллюстрация Lieber Group, Harvard University.

На протяжении нескольких десятилетий учёные пытаются понять, как сетчатка преобразует визуальную информацию в нервные сигналы. В частности, для записи активности отдельных клеток им приходилось прибегать к сложным хирургическим методам, которые вряд ли нравились подопытным животным. Теперь химик Чарльз Либер (Charles Lieber) и его коллеги из Гарвардского университета разработали уникальную сенсорную сеть, которая вводится в глаз при помощи единственной инъекции и позволяет продолжительное время регистрировать работу сетчатки у бодрствующих животных.

В основе новой системы лежит тонкая макропористая сетчатая электроника, которая взаимодействует с нервной тканью на уровне отдельных нейронов. Но по-настоящему революционным решением стало то, что ультрагибкая сеть легко проходит через иглу шприца и после инъекции в стекловидное тело глаза разворачивается и покрывает поверхность сетчатки.

Кроме того, для получения данных устройство не нужно извлекать обратно, как обычно используемый жёсткий зонд. Активность отдельных клеток можно наблюдать визуально с помощью стандартных офтальмологических линз на протяжении нескольких недель.

Новый метод впервые открывает возможность изучения отдельных нейронов сетчатки и в перспективе поможет проследить их связь с мозгом.
Новый метод впервые открывает возможность изучения отдельных нейронов сетчатки и в перспективе поможет проследить их связь с мозгом.
Иллюстрация Lieber Group, Harvard University.

"Теперь мы можем делать то, о чём раньше только мечтали, – говорит Либер в пресс-релизе исследования. – С 1970-х годов единственным способом измерить этот фундаментальный сенсорный вклад были инвазивные хирургические процедуры, которые могли заканчиваться удалением глаза. Я думаю, наше исследование открывает совершенно новые возможности для исследования зрения".

Первые результаты не заставили себя ждать. Уже на этапе испытания новой системы команда обнаружила, что активность ганглионарных клеток сетчатки изменяется в зависимости от времени суток. В то время как одни клетки интенсивнее генерировали нервные импульсы в промежуток с восьми часов утра до восьми часов вечера, другие, наоборот, становились активнее ночью. Раньше учёным удавалось наблюдать только дневное увеличение активности больших групп клеток, ночные же исследования, а также изучение отдельных структурных единиц сетчатки, с помощью старых методов были невозможны.

Теперь команда Либера собирается объединить усилия со специалистами Гарвардской медицинской школы, чтобы использовать новую технологию для исследования глаукомы. Авторы работы также сообщают, что с помощью нового метода можно не только регистрировать активность нервных клеток сетчатки, но и наблюдать, как сигнал передаётся дальше в мозг.

Подробнее с результатами нового исследования можно познакомиться в статье, опубликованной в журнале Science.

Напомним также, что с другими важными достижениями в области офтальмологии, например, сделанными в сотрудничестве с генной терапией, можно ознакомиться, полистав материалы специального раздела проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru).