Разработку рассматривают как возможную замену электродам, которые врачи имплантируют в мозг при тяжелых формах эпилепсии и для уменьшения отдельных симптомов болезни Паркинсона. Такие устройства активируют или подавляют работу определенных нейронных цепочек, но их установка остается крайне инвазивной и иногда вызывает реакцию отторжения.

В последние годы ученые ищут беспроводные способы стимуляции нервной системы с помощью наночастиц и других структур, реагирующих на магнитное или электрическое поле. Ранее для создания подобных стимуляторов использовали кобальт, никель и другие токсичные металлы.

Исследователи «Сколтеха» применили магнетит — соединение железа и кислорода. Частицы вещества заключили в прочную оболочку из полилактида, твердого биоразлагаемого полимера. Для изготовления таких структур наностержни из магнетита помещают в лунки нужной формы, заливают материалом будущей оболочки и обрабатывают магнитным полем.

В эксперименте упакованные частицы разместили у участка блуждающего нерва, связанного с контролем сердцебиения и дыхания. Под действием переменного магнитного поля структуры создавали электрические импульсы, которые достигали нейронов. Это приводило к учащению дыхания и снижению частоты пульса мышей после преодоления порога активации.

Профессор «Сколтеха» Глеб Сухоруков назвал работу первым экспериментом на животной модели, показавшим способность нетоксичных магнитных микрочастиц влиять на непроизвольные процессы. По его словам, тот же метод можно использовать для дистанционного воздействия на произвольные нервные пути.

Ученые рассчитывают, что аналогичный подход позволит стимулировать работу мозга у пациентов с болезнью Паркинсона и эпилепсией.