Травматические травмы головного мозга варьируются по тяжести от легкой до опасной для жизни, но неврологи имеют ограниченные инструменты для оценки повреждения. В то время как экзамены и внешняя визуализация могут помочь, нейронные зонды-устройства, которые создают интерфейсы с компьютером мозга-еще лучше. Проблема? Они сделаны из жестких материалов, которые курят мозг.
АксофтСтартап, запущенный из Гарварда в 2021 году, разрабатывает более мягкую альтернативу, и, по мнению исследователей компании, можно вставить в мозг, не нарушая его гелеподобную последовательность, но достаточно долговечен, чтобы доставлять точные нейронные данные.
«Благодаря разделам мозговой компьютер мы можем очень точно определить, что происходит в мозге пациентов-если они сознательны, если они не осознают, если они вегетативны, если они выздоравливают, или если их состояние унижает»,-сказал Пол Ле Флоч, соучредитель и генеральный директор Axoft, который получил свой докторскую степень ». В области материаловедения из Гарварда.
Клиницисты использовали нейронные зонды на протяжении десятилетий. При введении в мозг они измеряют электрическую активность с гораздо большей точностью, чем внешняя нейронная визуализация. Но традиционно были изготовлены нейронные зонды из жестких материалов, которые повреждают окружающую, очень гибкую ткань мозга – такие как лезвия бритвы в геле, сказал Ле Флоч. Повреждение мозга делает нервные зонды менее эффективными, потому что мозг реагирует, окружая их рубцовой тканью. Инкапсулированные в более жесткую ткань, зонды не могут легко общаться с нейронами вокруг них. Кроме того, жесткие устройства могут оставаться имплантированными только в течение короткого времени, прежде чем они значительно курят мозг. По мере того, как к нейронному зонду добавляется больше датчиков – важный элемент сбора как можно большего количества данных о активности мозга – зонды становятся еще более жесткими.
Традиционно были изготовлены нейронные зонды из жестких материалов, которые повреждают окружающую, очень гибкую ткань мозга – такие как лезвия бритвы в геле.
Ле Флох и его сотрудники понимали, что им нужна более мягкая альтернатива существующим нейронным зондам. «Проблема в том, что мягкие материалы не очень высокопроизводительные»,-сказал он.
Во время доктора философии сосредоточен на материальной науке и полимерах в Гарварде, Ле Флох начал работать аспирантом в лаборатории Цзя ЛюДоцент кафедры биоинженерии в Школе инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона. Ле Флох и Лю сосредоточились на неразрешимой проблеме: инженерные нейронные зонды, которые работали лучше для мозга.
Le Floch и Liu сотрудничали с Tianyang Ye, Ph.D. ’20, аспирант, а затем постдокторский ученый в Гарварде, специализирующийся на наноэлектронике, а также сотрудник в Управление по развитию технологий (OTD), где он работал над стратегиями коммерциализации для академических инноваций. Теперь вы являетесь главным директором Axoft, а также соучредителем. В то время как Le Floch спроектировал более высокопроизводительный, мягкий материал, который можно вставить в мозг, не нанося ему вред, вы разработали электронику, которая могла бы передавать данные для анализа.
Полученный нейронный зонд «очень биосовместимый, потому что он такой маленький, но и очень мягкий», – сказал Ле Флох. «Это создает меньше повреждений в тканях с течением времени».
Пол Ле Флауэр (слева) и Цзя Лю.
Новый материал Axoft, Fleuron, составляет тысячи до миллионов раз более мягкий и более гибкий, чем материал, используемый в современных нейронных зондах. В то же время Fleuron является фоторезистом, применимым к процессу отказа от чипа. В результате, зонд может легко подгонять более 1000 датчиков, предоставляя точные данные-сигналы мозга клиницистам.
«За последние несколько десятилетий мы перешли от измерения одного нейрона, до 10 нейронов, до сотен нейронов – теперь мы переживаем тысячи», – сказал Ле Флох. Эти большие множества позволяют исследователям «узнать больше о мозге и разрабатывать новые диагнозы и терапии».
Axoft работает над тем, чтобы удвоить количество электродов, которые его зонд может размещать каждый год, поскольку продолжает разрабатывать технологию. «Это значительно увеличит количество нейронов зондов Axoft, которые могут измерить и стимулировать»,-сказал Лю, который помог соавторской компании и присоединился к научному советнику.
По словам Ле Флоха, имплантаты мозга не являются необходимыми для каждого пациента с неврологическим повреждением, но компания уже испытала значительный интерес к неврологам, которые изо всех сил пытались измерить мозговую активность не отвечающих пациентов с острыми и травматическими травмами головного мозга.
«Мы видим большую потребность с точки зрения пациента».
Пол Ле Флок, генеральный директор Axoft
По словам Кристофера Петти, OTD, директора по развитию бизнеса в физических науках, влияние работы стартапа было ясным с самого начала. «С нашей точки зрения, мы всегда говорим об этой миссии по академически сгенерированным знаниям и внести свой вклад в мир с ним. Это то, что в пики», – сказал он. «В этом смысл всего, что мы делаем».
OTD защитила интеллектуальную собственность основных открытий, команда Axoft с потенциальными инвесторами и структурировала лицензию стартапа для дальнейшего развития технологии, помогая исследователям-основателям подумать о реальных приложениях и о пути от тестирования к коммерциализации.
По словам Петти, помогая запуск медицинского устройства, отличается от процесса запуска программного обеспечения. Клинические испытания, необходимые для одобрения, могут занять значительное количество времени и стоить много денег, но есть также гораздо более четко определенный путь к рынку. «Есть четкий набор вех», – сказал Петти.
С момента своего основания Axoft работает над препятствием на этих вехах. Компания до сих пор привлекла финансирование более 18 миллионов долларов. В 2025 году он завершил свое первое испытание на людях в Панамской клинике в Панаме, которое продемонстрировало, что имплантаты были безопасны для вставки и удаления и не создавали дополнительных рисков для мозга в процессе. Команда также определила, что зонд может дифференцироваться, когда пациенты сознательны или бессознательны (из-за анестезии), последний из которых имитирует состояние, похожее на кому. В течение нескольких минут команда смогла измерить состояния мозга так, как функциональная МРТ может на несколько часов.
Теперь, чтобы генерировать более доклинические данные, Axoft работает с клиницистами в Массачусетской больнице общего профиля над моделями свиньи травматической травмы головного мозга. Le Floch ожидает, что Axoft сможет начать еще одно исследование в больнице в следующем году.
В 2027 году Axoft нацелена на клиническое исследование, управляемое FDA, сфокусированное на людей с травматическими травмами головного мозга, в которых устройство может измерить восстановление и сознание. Если все пойдет хорошо, устройства могут быть доступны для врачей к 2028 году. Le Floch считает, что имплантаты могут быстро масштабироваться до сотен пациентов.
«Мы видим большую потребность с точки зрения пациента, и в больницах уже существует экосистема для использования устройств нейромонитора», – сказал он.
Это исследование получило федеральное финансирование от Национального научного фонда.
1755182898
#Мозговые #имплантаты #которые #не #оставляют #шрамы #Гарвардский #газетт
2025-08-14 13:49:00
По теме
