ממשקי גרפן מהפכניים מוגדרים לשנות את מדעי המוח

פורץ דרך גרפן נוירוטכנולוגיה שפותחה על ידי ICN2 ומשתפי פעולה מבטיחה התקדמות טרנספורמטיבית במדעי המוח וביישומים רפואיים, תוך הדגמה של ממשקים עצביים בעלי דיוק גבוה ומודולציה עצבית ממוקדת.

מחקר שפורסם ב טבע ננוטכנולוגיה מציגה נוירוטכנולוגיה חדשנית מבוססת גרפן עם פוטנציאל להשפעה טרנספורמטיבית במדעי המוח ויישומים רפואיים. מחקר זה, בראשות המכון הקטלאני לננו-מדעים וננוטכנולוגיה (ICN2) יחד עם Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ושותפים לאומיים ובינלאומיים אחרים, מפותח כעת עבור יישומים טיפוליים באמצעות הספין-אוף INBRAIN Neuroelectronics.

תכונות עיקריות של טכנולוגיית גרפן

לאחר שנים של מחקר במסגרת פרויקט הדגל האירופי גרפן, ICN2 הובילה בשיתוף עם אוניברסיטת מנצ'סטר את הפיתוח של EGNITE (גרפן מהונדס לממשקים עצביים), כיתה חדשנית של נוירוטכנולוגיה משתלה מבוססת גרפן גמישה, ברזולוציה גבוהה ובדיוק גבוה. . התוצאות שפורסמו לאחרונה ב טבע נוירוטכנולוגיה שואפים לתרום עם טכנולוגיות חדשניות לנוף הפורח של נוירו-אלקטרוניקה וממשקי מוח-מחשב.

EGNITE מתבססת על הניסיון הרב של ממציאיה בייצור ותרגום רפואי של ננו-חומרי פחמן. טכנולוגיה חדשנית זו המבוססת על גרפן ננו-נקבי משלבת תהליכי ייצור סטנדרטיים בתעשיית המוליכים למחצה כדי להרכיב מיקרו-אלקטרודות גרפן בקוטר של 25 מיקרומטר בלבד. מיקרו-אלקטרודות הגרפן מציגות עכבה נמוכה והזרקת מטען גבוהה, תכונות חיוניות לממשקים עצביים גמישים ויעילים.

אימות פרה-קליני של פונקציונליות

מחקרים פרה-קליניים של מומחים שונים למדעי המוח והביו-רפואי שחברו עם ICN2, תוך שימוש במודלים שונים הן למערכת העצבים המרכזית והן למערכת העצבים ההיקפית, הדגימו את היכולת של EGNITE להקליט אותות עצביים ברמת נאמנות גבוהה בבהירות ובדיוק יוצאי דופן, וחשוב מכך, מאפשרים ממוקדים במיוחד. אפנון עצבים. השילוב הייחודי של הקלטת אותות בנאמנות גבוהה וגירוי עצבי מדויק המוצע על ידי טכנולוגיית EGNITE מייצג התקדמות קריטית בפוטנציה הטיפולית הנוירו-אלקטרונית.

גישה חדשנית זו מטפלת בפער קריטי בנוירוטכנולוגיה, אשר ראתה התקדמות מועטה בחומרים בשני העשורים האחרונים. לפיתוח אלקטרודות EGNITE יש את היכולת להציב את הגרפן בחזית החומרים הנוירוטכנולוגיים.

שיתוף פעולה בינלאומי ומנהיגות מדעית

הטכנולוגיה המוצגת היום מתבססת על מורשת ספינת הדגל של גרפן, יוזמה אירופית שבמהלך העשור האחרון חתרה לקדם את ההובלה האסטרטגית האירופית בטכנולוגיות הנשענות על גרפן וחומרים דו-ממדיים אחרים. מאחורי פריצת הדרך המדעית הזו עומד מאמץ שיתופי בראשות חוקרי ICN2 Damià Viana (כיום ב-INBRAIN Neuroelectronics), סטיבן ט. וולסטון (כיום באוניברסיטת דרום קליפורניה), ואדוארד מסבידאל-קודינה, בהדרכת ICREA חוסה א. גארידו, מנהיג ICN2 Advanced Electronic Materials and Devices Group, ו-ICREA Kostas Kostarelos, מנהיג מעבדת ננו-רפואה ICN2 והפקולטה לביולוגיה, רפואה ובריאות באוניברסיטת מנצ'סטר (בריטניה). במחקר השתתפו Xavier Navarro, Natalia de la Oliva, Bruno Rodríguez-Meana ו-Jaume del Valle, מהמכון למדעי המוח והמחלקה לביולוגיה תאית, פיזיולוגיה ואימונולוגיה של Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

שיתוף הפעולה כולל את התרומה של מוסדות לאומיים ובינלאומיים מובילים, כגון Institut de Microelectrònica de Barcelona – IMB-CNM (CSIC), המכון הלאומי לגרפן במנצ'סטר (בריטניה), ו- Grenoble Institut des Neurosciences – Université Grenoble Alpes (צרפת) ) ואוניברסיטת ברצלונה. האינטגרציה הטכנולוגית בתהליכי ייצור המוליכים למחצה הסטנדרטיים בוצעה בחדר הנקי של מיקרו וננו-פאבריקציה של IMB-CNM (CSIC), בפיקוחו של חוקר CIBER ד"ר צ'אבי אילה.

תרגום קליני: השלבים הבאים

טכנולוגיית EGNITE המתוארת ב טבע ננוטכנולוגיה המאמר קיבל פטנט ורישיון ל-INBRAIN Neuroelectronics, ספין-אוף המבוסס בברצלונה מ-ICN2 ו-ICREA, עם תמיכה מ-IMB-CNM (CSIC). החברה, גם שותפה בפרויקט גרפן, מובילה את תרגום הטכנולוגיה ליישומים ומוצרים קליניים. בניהולה של המנכ"לית קרולינה אגילר, INBRAIN Neuroelectronics מתכוננת לניסויים הקליניים הראשונים בבני אדם של טכנולוגיית הגרפן החדשנית הזו.

הנוף התעשייתי והחדשנות של הנדסת מוליכים למחצה בקטלוניה, שם אסטרטגיות לאומיות שאפתניות מתכננות לבנות מתקנים חדישים לייצור טכנולוגיות מוליכים למחצה המבוססות על חומרים מתפתחים, מציעה הזדמנות חסרת תקדים להאיץ את התרגום של תוצאות כאלה המוצגות היום לקליניות יישומים.

הערות סיכום

ה טבע ננוטכנולוגיה המאמר מתאר נוירוטכנולוגיה חדשנית מבוססת גרפן שניתן להגדיל אותה באמצעות תהליכי ייצור של מוליכים למחצה מבוססים, המחזיקה בפוטנציאל להשפעה טרנספורמטיבית. ICN2 ושותפיה ממשיכים לקדם ולהבשיל את הטכנולוגיה המתוארת במטרה לתרגם אותה לנוירוטכנולוגיה טיפולית יעילה וחדשנית אמיתית.