Истражувачите покажаа дека графенот може да се искористи за создавање на електроди кои можат да бидат вградени во мозокот, што потенцијално би можело да се користи за враќање на сензорните функции кај парализираните пациенти и пациентите на кои им биле ампутирани екстремитетите, па дури и за оние со моторни нарушувања како што е Паркинсоновата болест.

Истражувачите успешно демонстрирале дека е возможно да се поврзи графенот - дво-димензионална форма на јаглерод - со невроните или нервните клетки, додека се одржува интегритетот на овие витални клетки. Ова може да се користи за изградба на графен-базирани електроди кои безбедно можат да бидат вградени во мозокот, и кои нудат ветување за обновување на сензорните функции за парализирани пациенти или пациенти со ампутиран екстремитет, или пак лица со моторни нарушувања како Паркинсоновата болест или епилепсијата.

Истражувањето, објавено во магазинот „ACS Nano“ е интердисциплинарна соработка координирана од Универзитетот во Трст во Италија и Центарот за графен во Кембриџ.

Претходно, другите групи покажаа дека е возможно да се искористи графенот за комуникација со невроните. Но, сигналот од овој сооднос бил многу низок. Преку развивање на методи на работа со нетретираниот графен, истражувачите ја задржале електричната спроводливост на материјалот со што направиле подобра електрода.

„За прв пат директно ги поврзавме графенот и невроните. Потоа ја тестиравме способноста на невроните да генерираат електрични сигнали кои ги претставуваат активностите на мозокот и откривме дека невроните ги задржуваат својствата на невронските сигнализации непроменети. Ова е прво функционално истражување на невронската синаптичка активност“, вели професорот лаура Балерини од Универзитетот во Трст, Италија.

Нашето разбирање за мозокот се зголеми до тој степен што преку поврзување на мозокот и надворешниот свет сега можеме да контролираме некои од неговите функции. На пример, преку мерење на електричните импулси на мозокот, може да се обноват сетилните функции. Ова може да се користи за контрола на роботски раце кај пациентите и други основни процеси за парализираните пациенти - од говор до движење на предметите околу нив.

Научниците го реализирале ова преку развивање на електроди кои можат да бидат поставени длабоко во мозокот. Овие електроди ги поврзуваат директно невроните и ги пренесуваат нивните електрични сигнали надвор од телото, овозможувајќи им да бидат дешифрирани.

Сепак, поврзаноста меѓу невроните и електродите често пати се покажа како проблематична: не само што електродите треба да бидат чувствителни на електрични импулси, туку тие треба да бидат стабилни во телото без да го менуваат ткивото кое го мерат.

Често пати модерните електроди кои се користат во ова поврзување страдаат од делумна или целосна загуба на сигналот со текот на времето. Ова често е предизвикано од формирањето на ткиво од лузните создадени од вметнувањето на електродата, која ја заштитува електродата да не се движи со природните движења на мозокот.

Графенот се покажа како ветувачки материјал кој може да го реши проблемот, поради неговата одлична спроводливост, флексибилност, биокомпатибилност и стабилност на телото.

Врз основа на експерименти спроведени мозочните клетки на глувците, истражувачите откриле дека необработените графен електроди се поврзуваат одлично со невроните. Со проучување на невроните со електронска миркоскопија и имунофлуоресценција истражувачите откриле дека тие останале здрави, уште поважно, не се појавил ниту еден од несаканите ефекти кои доведуваат до оштетување на ткивото.

Според истражувачите ова е првиот чекор кон користење на чисти графен базирани материјали како што е електродата за невро поврзување. Во иднина, научниците ќе истражуваат како различните облици на графен, од повеќе слоеви до помалку слоеви може да влијаат врз невроните и дали подесувањето на материјалот од графен може да ги промени синапсите и ексцитабилноста на невронот на нови и уникатни начини.

„Моментално сме вклучени на истражување на технологијата со графенот кон биомедицински апликации. Во ова сценарио, развојот и преводот во неврологија бара истражување на интеракцијата помеѓу графен нано и микро листови со софистицирана сигнална машина на нервните клетки. Овие првични резултати покажуваат дека сме на врвот на ледениот брег кога станува збор за потенцијалот на графенот и слични материјали во био-апликации и медицина“, вели професор Андреа Ферари, директор на Центарот за графен во Кембриџ.

Истражувањето било финансирано од „Graphene Flagship“, европска иницијатива која промовира заеднички пристап за истражување со цел да помогне во преведувањето на графенот од академската лабораторија, преку локалната индустрија па до општеството.