Стартира изпитване на чип, идентифициращ мозъчни ракови клетки

Акценти

Във Великобритания стартира клинично изпитване на революционно устройство, разработено от графен, което има за цел да трансформира хирургичното лечение на мозъчни тумори. Мозъчният чип може точно да идентифицира раковите клетки, което според учените представлява голям пробив в медицината.

Мозъчният чип

Устройството, представляващо интерфейс мозък-компютър (BCI), е проектирано и произведено от международен екип от учени, за да трансформира наблюдението на електрическите сигнали на клетките в мозъка чрез използване на честоти, които е невъзможно да бъдат засечени. То е с размера на пощенска марка и е направено от графен – материал 200 пъти по-здрав от стоманата. Графенът е изобретен преди 20 години от учените от Университета на Манчестър Андре Гейм и Константин Новоселов, които през 2010 г. печелят Нобелова награда за физика.

Оттогава учените проучват забележителните проводими свойства на графена с цел разработване на електрически и магнитни сензори и други устройства. Въпреки това мозъчният чип, който в момента се тества в болницата Salford Royal, е обявен за първото подобно устройство в медицината. „Това е първото клинично изпитване, фокусирано върху медицинско устройство, базирано на графен.“, коментира един от ръководителите на екипа Костас Костарелос, професор по наномедицина в Манчестър. „Ще бъде тествана способността на устройството да разграничава раковите от здравите клетки, за да се гарантира точността в хирургията на мозъчни тумори.“

>>> Изкуствен интелект определя подвида на рака по време на операция за отстраняване на мозъчен тумор

Постигането на подобна цел е от жизненоважно значение, посочват лекарите, тъй като всяка година в Обединеното кралство приблизително 13 000 души биват диагностицирани с мозъчен тумор, а смъртните случаи надхвърлят 5000. „Всичко, което направим, за да променим това, ще бъде голямо постижение.“, споделя Костарелос.

Улавяне на трудни за засичане електрически сигнали

Екипът вярва, че устройството може да помогне на учените да изследват много други състояния, включително инсулт и епилепсия, подпомагайки им да разберат по-добре разликите в предаването на електрически сигнали между здравите клетки и тези, които са засегнати от патологични състояния.

„Клетките в мозъка си взаимодействат чрез обмен на електрически сигнали – процес, който е в основата на нашите мисли, поведение и възприятия за света. И все пак до този момент беше изключително трудно да наблюдава как точно мозъчните клетки комуникират по този начин.“, споделя Костарелос. „Можем да изследваме някои електрически сигнали, които се излъчват от мозъчните клетки. Тези с много ниска и много висока честота обаче са много трудни за засичане.“

В момента могат да се наблюдават само тези в средните честоти. Най-важното е, че устройството може да определи огромен диапазон от електрически сигнали в мозъка, включително тези с много високи и много ниски честоти.

За да се използва устройството, парче от черепа се отстранява и малкият чип, който има хиляди електрически контакти, се поставя върху мозъка. Предавателите изпращат електрически сигнали, за да стимулират мозъчните клетки, а малките приемници улавят отговорите им.

„Раковите клетки не реагират на електрическата стимулация, предизвикана от чипа, за разлика от невронните клетки.“, казва Костарелос. „Това позволява на хирургическия екип да идентифицира засегнатите клетки, което е изключително важно. Ако туморът е локализиран във важни части на мозъка, като например тези, участващи в речта, екипът трябва да бъде особено внимателен. Водени от сигналите на чипа, хирурзите могат да премахнат засегнатите клетки с по-голяма точност и увереност.“

Способността на мозъчния чип да прихваща сигнали с много висока и много ниска честота е важна и по други причини. Известно е, че при инсулт и епилептичен припадък клетките в засегнатите части на мозъка изпращат сигнали с много ниска честота, което означава, че устройството предоставя нов начин за изследване на щетите и промени, настъпили веднага след едно от двете събития.