Nauka dowiedziała się wiele na temat funkcjonowania tkanek nerwowych mózgu, ale to nie umniejsza tajemnic. W rzeczywistości naukowcy nie mają wystarczającej liczby subtelnych instrumentów, aby monitorować aktywność mózgu i procesy na poziomie subkomórkowym bez szkody dla ludzi i zwierząt. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology próbowali wypełnić tę lukę i wprowadzili platformę, którą nazwali „urządzeniami do noszenia na komórkach”.
Wraz z pojawieniem się bransoletek fitness, inteligentnych zegarków i podobnych gadżetów życie wielu ludzi zmieniło się na lepsze. Istnieje możliwość stałego monitorowania stanu zdrowia, jakości snu i uzyskania motywacji do aktywności fizycznej. Naukowcy wymyślili coś podobnego w przypadku komórek tkanki nerwowej. Do mózgu wprowadzane są maleńkie urządzenia filmowe w skali mikronowej, które otaczają zakończenia nerwowe neuronów – aksony i dendryty.
Otaczanie – zwijanie się w rurkę wokół tych komórkowych struktur neuronów następuje, gdy błony są aktywowane przez światło, co wydaje się lepsze niż implantacja chirurgiczna. W swojej pracy naukowcy oświetlili materiał zielonym światłem w zakresie 545–555 nm. Obwinięcie wzdłuż lub w poprzek i do zadanej średnicy odbywa się poprzez zmianę natężenia i polaryzacji. Innymi słowy, jest to proces w pełni zarządzany. Kwestia przenikania w głąb mózgu pozostaje otwarta, ale z pewnością można ją rozwiązać, jeśli wybierzemy zakres promieniowania, które przenika do żywej tkanki.
Azobenzen został przetestowany jako materiał na sztuczne osłonki nerwowe. Wykazał całkowitą biokompatybilność (w doświadczeniach na myszach) i może być stosowany do pracy z tkanką nerwową ludzkiego mózgu. Ponieważ azobenzen jest izolatorem, jego powłoka procesów nerwowych może zwiększyć ich przewodnictwo, co na przykład może pomóc w leczeniu chorób takich jak miażdżyca, gdy żywa tkanka nie jest w stanie samodzielnie przywrócić izolacji elektrycznej.
Naukowcy opracowali także proces masowej produkcji mikronowych folii azobenzenowych przy użyciu stosunkowo prostych metod, bez uciekania się do czystych pomieszczeń znanych z produkcji półprzewodników. Azobenzen nanosi się na rozpuszczalną w wodzie bazę i formuje mikrostemplem, po czym baza się rozpuszcza. Dzięki temu technologia będzie powszechnie dostępna.
W przyszłości możliwe będzie tworzenie elastycznych obwodów nanoelektronicznych na warstwie azobenzenu w celu kontrolowania lub naprawiania aktywności procesów neuronowych. Staną się wtedy prawdziwymi bransoletkami fitness dla komórek. Będziemy mogli monitorować aktywność subkomórkową i lepiej zrozumieć, jak działa mózg i leczyć choroby, które na niego wpływają.
