Микрочипы в мозгу будут питаться спинномозговой жидкостью

Специалисты Массачусетского технологического института разработали устройство, окисляющее глюкозу из спинномозговой жидкости и генерирующее электричество, сообщает Lenta.Ru со ссылкой на ScienceNow. Работа ученых опубликована в журнале PLoS ONE.

Ученые снабдили квадратный микрочип площадью в один или два квадратных миллиметра катодом, анодом и разделяющей их мембраной. На платиновом аноде глюкоза окисляется с образованием ионов водорода и электронов. При этом мембрана, разделяющая катод и анод, проницаема только для ионов водорода, но не для электронов. Ионы устремляются через мембрану к катоду и объединяются там с кислородом, образуя воду. Электроны также устремляются к катоду, но не через мембрану, а через электрическую схему микрочипа, питая его энергией.

Анод микрочипа был сделан из платины, а для производства катода использовались углеродные нанотрубки. Созданное устройство авторы тестировали в растворе, состав которого имитировал цереброспинальную жидкость. Микрочип был способен производить несколько сотен микроватт электрической энергии. При этом расход глюкозы оставался относительно небольшим. По расчетам исследователей, он составит от 3 до 28 процентов объема постоянно регенерируемой в мозге глюкозы. Потребления кислорода устройством также незначительно влияло на его содержание в ликворе.

По словам авторов, созданные элементы питания могут быть полезны для снабжения электрической энергией машинно-мозговых интерфейсов у пациентов со слепотой или глубокими поражениями мозга.

В настоящий момент все экспериментальные устройства подобного рода питаются путем беспроводной индукции электричества или от батарей, которые нужно периодически менять в ходе хирургических операций. Микрочипы, вырабатывающие энергию из глюкозы, смогут сделать такие устройства совершенно автономными.