Источник
Naked Science.ru, Москва


Заголовок
Предложена «сладкая» подзарядка для нейроинтерфейсов


Дата
20250130


Этим цветом    обозначаются известные системе слова и выражения,
принимавшие участие в анализе данного текста, а таким    - идентифицированные,
то есть соотнесенные с каким-либо объектом онтологической базы

============= Обработанный текст:

Предложена «сладкая» подзарядка для нейроинтерфейсов Предложена «сладкая» подзарядка для нейроинтерфейсов 4.5 Ученые• Объект человек » Люди по роду занятий » Ученые МФТИ и НИЦ «Курчатовский институт• Государство » Государственное устройство России » Организации России » Научные организации России » Курчатовский институт (НИЦ) • Россия » Государственное устройство России » Организации России » Научные организации России » Курчатовский институт (НИЦ) • Объект организация » Организации по алфавиту » Организации на Ро » Курчатовский институт (НИЦ) • Научные организации » Научные организации России » Курчатовский институт (НИЦ)» разработали высокоэффективный биотопливный источник питания• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания на основе глюкозы и многостенных углеродных нанотрубок для непрерывной работы нейроимплантов. Устройство продемонстрировало хорошие результаты работы на мозге крыс. ФизТех # батареи• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания » Батарея (электротехника) # биотопливо # мозг # нейроинтерфейсы # подзарядка В МФТИ разработали высокоэффективный биотопливный источник питания• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания на основе глюкозы и многостенных углеродных нанотрубок / © Александра Шестакова, пресс-служба• Государство » Связи с общественностью » Пресс-служба • Коммуникации » Связи с общественностью » Пресс-служба МФТИ Исследование опубликовано в журнале IEEE. За последние десятилетия значительно продвинулись разработки в области активных имплантируемых медицинских устройств. Это открывает широкие перспективы для восстановления функций поврежденных органов, в том числе сердца и мозга. Однако основным недостатком традиционных устройств по-прежнему остается использование литий-ионных аккумуляторов• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания » Аккумуляторы » Литий-ионный аккумулятор в качестве источника питания• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания. Эти батареи• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания » Батарея (электротехника) громоздки, состоят из токсичных материалов• Промышленные материалы » Композиционный материал и требуют периодической замены путем хирургических вмешательств. Ферментный биотопливный элемент (ФБТЭ) обещает стать технологическим прорывом в области энергоснабжения• Энергетика медицинских устройств. Сам элемент представляет собой электрогенератор, который постоянно вырабатывает энергию• Энергетика » Электроэнергетика » Электроэнергия • Физика » Базовые физические понятия » Механическая работа за счет ресурсов организма пациента. Усовершенствованные долгоживущие нейроинтерфейсы будут востребованы в области лечения нейродегенеративных и неврологических заболеваний• Медицина » Заболевания, таких как болезнь Альцгеймера• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы » Заболевания центральной нервной системы » Заболевания головного мозга » Болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы » Заболевания центральной нервной системы » Болезнь Паркинсона и последствия эпилепсии• Медицина » Клинические разделы медицины » Неврология » Эпилепсия. В своей повседневной деятельности организм человека производит несколько видов энергии: механическую• Физика » Базовые физические понятия » Механическая работа (дыхание и сердцебиение, мышечное сокращение, артериальное давление• Медицина » Анатомия » Системы органов » Сердечно-сосудистая система » Кровяное давление), тепловую и биохимическую. Этим полезным свойством и пытаются воспользоваться ученые• Объект человек » Люди по роду занятий » Ученые. Например, уже существуют устройства, работа которых основана на фотоэмиссионном эффекте (выработка электронов под действием света) или термоэлектрическом (преобразование разности температур в электрическое напряжение• Физика » Электричество » Электрическое напряжение • Физика » Базовые физические понятия » Электрическое напряжение). Однако само преобразование такой энергии• Энергетика » Электроэнергетика » Электроэнергия • Физика » Базовые физические понятия » Механическая работа в организме человека до сих пор не является стабильным процессом. В свою очередь ферментатный биотопливный элемент можно рассматривать как устройство, которое способно добиться стабильного преобразования химической энергии органических веществ в электричество• Энергетика » Электроэнергетика » Электроэнергия путем окисления сахаров (глюкозы) из физиологических жидкостей. Глюкоза широко распространена в организме и играет жизненно важную роль в качестве основного источника энергии. Ее концентрация поддерживается благодаря естественной саморегуляции — гомеостазу. Потребление глюкозы биотопливным элементом минимально и, следовательно, не влияет на гомеостаз. Эти свойства дают возможность для создания устройств пожизненной имплантации. В МФТИ вырастили сердечную ткань для тестирования лекарств Ученые• Объект человек » Люди по роду занятий » Ученые создали тест, который с высокой точностью определит, обладает ли лекарство побочным действием в виде тахиаритмии — наиболее опасного вида аритмии сердца — или нет. naked-science.ru «Новаторство нашей работы в том, что мы разработали способ, при котором стало возможным обеспечить производство электричества• Энергетика » Электроэнергетика » Электроэнергия внутри организма за счет окисления органических веществ, а именно глюкозы. Это позволит устанавливать нейроимпланты с естественным генератором энергии• Энергетика » Электроэнергетика » Электроэнергия • Физика » Базовые физические понятия » Механическая работа вместо традиционных литий-ионных аккумуляторов• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания » Аккумуляторы » Литий-ионный аккумулятор, которые склонны разряжаться и требуют замены каждые 5–10 лет. Биотопливный элемент подходит и для кардиостимулятора, и нейростимулятора, имплантов для восстановления слуха. У него максимально широкое применение. Кроме того, в нашем исследовании• Объект человек » Люди по роду занятий » Ученые был предложен способ, при котором можно питать нейроимпланты благодаря глюкозе, которая находится в ликворе — спинномозговой жидкости• Медицина » Анатомия » Системы органов » Нервная система » Мозг » Головной мозг » Спинномозговая жидкость. Пока мы провели серию успешных испытаний на крысах, что открывает возможность для будущих испытаний на более крупных млекопитающих», — рассказала о работе Екатерина Вахницкая, магистрантка МФТИ. Биотопливный элемент весьма компактен и состоит из двух микроэлектродов. На аноде фермент расщепляет глюкозу с образованием протонов• Физика » Физика элементарных частиц » Элементарная частица » Фермионы » Барион » Протон и электронов. На катоде происходит реакция восстановления кислорода при участии протонов• Физика » Физика элементарных частиц » Элементарная частица » Фермионы » Барион » Протон, проходящих через электролит, и электронов, которые протекают через внешнюю электрическую цепь• Физика » Электричество » Электрическая цепь. Первоочередная задача ученых• Объект человек » Люди по роду занятий » Ученые — добиться высокой эффективности электродов, которые влияют на эффективность происходящей окислительно-восстановительной реакции• Химия » Химические реакции » Окислительно-восстановительные реакции. Для ее решения были использованы новые композитные материалы• Промышленные материалы » Композиционный материал, в том числе многостенные углеродные нанотрубки• Химия » Химические элементы » Углерод » Углеродные нанотрубки • Материаловедение » Нанотехнологии и новые материалы » Углеродные нанотрубки • Высокие технологии » Нанотехнологии и новые материалы » Углеродные нанотрубки, которые создаются из свернутых слоев атомов углерода• Химия » Химические элементы » Углерод в виде полых цилиндрических структур. Екатерина отметила, что композитный материал• Промышленные материалы » Композиционный материал, который состоит из последовательно нанесенных компонентов, позволяет добиться заданных свойств для анода. Например, углеродные нанотрубки• Химия » Химические элементы » Углерод » Углеродные нанотрубки • Материаловедение » Нанотехнологии и новые материалы » Углеродные нанотрубки • Высокие технологии » Нанотехнологии и новые материалы » Углеродные нанотрубки обеспечивают увеличение площади поверхности• Математика » Топология » Дифференциальная геометрия и топология » Геометрические Поверхности » Площадь поверхности и электропроводимости. За счет их применения можно адсорбировать и иммобилизовать больше фермента, а значит, получить более мощное устройство. «Для бесперебойной работы нейроимплантов мы создали композитный анод. Самая большая проблема, препятствующая выработке энергии• Энергетика » Электроэнергетика » Электроэнергия • Физика » Базовые физические понятия » Механическая работа в организме, — это иммобилизация фермента. Композитный анод способен предотвратить диффузию фермента в окружающую жидкость: в кровь и ликвор• Медицина » Анатомия » Системы органов » Нервная система » Мозг » Головной мозг » Спинномозговая жидкость. По сути, он удерживает их на аноде благодаря различным компонентам — полимерам, углеродным материалам• Промышленные материалы » Композиционный материал. Для подтверждения нашей гипотезы мы провели серию измерений, которые показали, что мощность элемента не меняется, а значит, фермент остается иммобилизован на аноде», — подчеркнула Екатерина Вахницкая. Разработчики• Объект человек » Люди по роду занятий » Ученые отмечают, что для изготовления мощного биотопливного элемента важно учитывать такие значения, как выходное напряжение• Физика » Электричество » Электрическое напряжение • Физика » Базовые физические понятия » Электрическое напряжение и удельную мощность• Физика » Физика механика » Удельная мощность, которые являются наиболее важными характеристиками источника питания• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания. В ходе экспериментальной работы на мозге крыс электроды были успешно имплантированы и проведены электрохимические измерения. Биотопливный элемент обеспечивал максимальную удельную мощность• Физика » Физика механика » Удельная мощность 51,8 мВт/см 2 и максимальный потенциал открытой цепи 200 мВ. Эти результаты демонстрируют потенциальные возможности имплантации устройства в качестве долговременного источника питания• Электроника » Электронные компоненты » Источники питания для нейростимуляторов, а применение электропроводящих углеродных наноматериалов• Материаловедение » Нанотехнологии и новые материалы » Наноматериалы‎ • Высокие технологии » Нанотехнологии и новые материалы » Наноматериалы‎ —одним из наиболее перспективных подходов для их производства.

============= Итог:
4,5875 ; Энергетика#Электроэнергетика#Электроэнергия

3,1990 ; Медицина#Заболевания#Заболевания нервной системы
	#Заболевания центральной нервной системы#Заболевания головного мозга
	#Болезнь Альцгеймера
3,0086 ; Медицина#Клинические разделы медицины#Неврология#Эпилепсия
2,7085 ; Медицина#Анатомия#Системы органов#Нервная система#Мозг#Головной мозг
	#Спинномозговая жидкость
1,9980 ; Медицина#Заболевания#Заболевания нервной системы
	#Заболевания центральной нервной системы#Болезнь Паркинсона
1,4590 ; Медицина#Анатомия#Системы органов#Сердечно-сосудистая система
	#Кровяное давление

3,4406 ; Физика#Базовые физические понятия#Механическая работа
3,3129 ; Физика#Физика элементарных частиц#Элементарная частица#Фермионы#Барион
	#Протон
2,1406 ; Физика#Базовые физические понятия#Электрическое напряжение
1,8906 ; Физика#Электричество#Электрическая цепь
1,8406 ; Физика#Физика механика#Удельная мощность

2,1484 ; Электроника#Электронные компоненты#Источники питания
	#Батарея (электротехника)
1,8242 ; Электроника#Электронные компоненты#Источники питания#Аккумуляторы
	#Литий-ионный аккумулятор

2,2156 ; Химия#Химические элементы#Углерод#Углеродные нанотрубки
1,4062 ; Химия#Химические реакции#Окислительно-восстановительные реакции

1,6250 ; Материаловедение#Нанотехнологии и новые материалы#Наноматериалы‎

1,4500 ; Промышленные материалы#Композиционный материал

1,3477 ; Государство#Государственное устройство  России#Организации России
	#Научные организации России#Курчатовский институт (НИЦ)
1,3281 ; Государство#Связи с общественностью#Пресс-служба

1,3320 ; Математика#Топология#Дифференциальная геометрия и топология
	#Геометрические Поверхности#Площадь поверхности
============= Объекты:
организации

	Курчатовский институт (НИЦ)
		Научные организации России


============= Географические объекты:
1 55.801666667,37.476666667 Государство#Государственное устройство  России
	#Организации России#Научные организации России
	#Курчатовский институт (НИЦ)