Jak stworzyć elektrody, które lepiej współpracują z delikatną tkanką mózgową? Nad rozwiązaniem tego problemu będzie pracować badaczka z Politechniki Gdańskiej. Na realizację projektu NEURO-FIT otrzymała 4 mln zł od Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
Projekt NEURO-FIT znalazł się wśród 13 przedsięwzięć wybranych do finansowania w tegorocznym konkursie FIRST TEAM FENG. Jego autorką jest dr inż. Karolina Cysewska z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej. W naborze zgłoszono 102 projekty, z których dofinansowanie w łącznej wysokości blisko 50 mln zł przyznano trzynastu.
Badaczka z PG otrzymała maksymalną kwotę dofinansowania – 4 mln zł. To pierwszy projekt realizowany na Politechnice Gdańskiej w ramach programu FIRST TEAM FENG.
Elektrody, które dopasują się do tkanki mózgowej
Połączenie elektroniki z żywą tkanką mózgową to duże wyzwanie dla naukowców. Elektrody wykorzystywane do rejestrowania sygnałów nerwowych i stymulacji neuronów muszą nie tylko skutecznie przewodzić impulsy elektryczne, ale również współpracować z delikatnym otoczeniem biologicznym. Zespół dr inż. Karoliny Cysewskiej chce opracować bioadaptowalne mikroelektrody, które będą lepiej dopasowywać się do tkanki mózgowej. Pomogą w tym przewodzące hydrożele PEDOT, wykorzystywane do tworzenia aktywnych elektrycznie miejsc kontaktu elektrod z tkanką.
Do budowy przestrzennych konstrukcji naukowcy wykorzystają multimateriałowy biodruk 3D, umożliwiający łączenie różnych materiałów. Sprawdzą również, w jaki sposób komórki nerwowe mogą integrować się z przewodzącymi hydrożelami. W ten sposób chcą stworzyć miękki interfejs, który będzie lepiej współpracował z tkanką mózgową. Rozwiązanie ma umożliwiać rejestrowanie sygnałów nerwowych oraz stymulację głębokich struktur mózgu
Nad tą koncepcją pracuję od trzech lat. Przez ten czas rozwijałam pomysł na nowe podejście do łączenia elektroniki z tkanką mózgową. Otrzymane finansowanie pozwoli mi wreszcie zweryfikować te założenia w praktyce i rozwinąć badania, które do tej pory były przede wszystkim moim autorskim pomysłem – mówi dr inż. Karolina Cysewska.
Własne laboratorium i międzynarodowa współpraca
Jednym z najważniejszych efektów przyznanego dofinansowania będzie oficjalne otwarcie Bioelectronic Materials and Interfaces Lab na Wydziale Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki PG. Laboratorium, rozwijane przez dr inż. Karolinę Cysewską w ramach grupy CysewskaLab, będzie miejscem badań nad materiałami bioelektronicznymi i ich zastosowaniem w technologiach łączących elektronikę z żywymi tkankami.
Badaczka zbuduje tam własny zespół, który będzie współpracował z naukowcami z zagranicznych ośrodków. Wśród partnerów projektu znalazł się Tim Harris z Johns Hopkins University, współtwórca elektrod Neuropixels, który wesprze prace nad sondami neuronowymi. Z kolei Michele Giugliano z Uniwersytetu w Modenie i Reggio Emilii oraz Malavika Nair z Uniwersytetu Oksfordzkiego wniosą doświadczenie w elektrofizjologii i biologii neuronów.
W badania włączą się także dr inż. Maciej Jankowski z DeepBrainLab na Politechnice Gdańskiej, zajmujący się projektowaniem elektrod i badaniem aktywności neuronalnej, oraz Maciej Gołaszewski z firmy BioCloner Health, który wesprze prace związane z technologią biodruku.
Otrzymanie tego grantu oznacza dla mnie coś więcej niż możliwość realizacji jednego projektu. Pozwala mi oficjalnie otworzyć własne laboratorium na Politechnice Gdańskiej i zbudować zespół, z którym będę mogła prowadzić badania nad materiałami bioelektronicznymi. To ważny moment w mojej pracy naukowej i szansa na prowadzenie badań we współpracy z uznanymi ośrodkami na świecie – podkreśla dr inż. Karolina Cysewska.
MK, źródło: PG