Дорогие друзья!
Спешу рассказать про интересные результаты исследований в области нейроинтерфейсов в статье из журнала Nature Communications, посвященной созданию киборгов-насекомых, которые могут самостоятельно и управляемо передвигаться, что имеет большой потенциал для различных сфер применения, в том числе для спасательных операций.
Платформой для создания киборгов является мадагаскарский шипящий таракан. Было обеспечено воздействие на мышцы, нейронные системы и органы чувств  в инвазивном и неинвазивном режимах.
Электрическая стимуляция усиков может эффективно вызывать у насекомых повороты в нужном направлении, однако, усики мягкие, хрупкие и крошечные (диаметр 0,6–0,7 мм), что затрудняет их надёжное прикрепление и имплантацию электродов, поэтому в данном исследовании усики не рассматривались. Но если ученые использовали бы стимулирующие электроды на основе углеродных наноматериалов, то удалось бы улучшить их мехнические свойства при обеспечении контакта со сниженным электрическим сопротивлением.
Для объединения с электронной частью, тараканы под наркозом закреплялись для сборки электронного рюкзака с помощью роботизированной руки. Рюкзак содержал микроконтроллер и биполярные электроды.
Каждый электрод являлся нейроинтерфейсом, который содержал проводящую медную топологию, микроигольчатой структуры для быстрого прокола межсегментной мембраны и передачи электрического сигнала.
Электроды являлись самым важным элементом для создания биоробота. Они имели сложную структуру и сочетание пластиковые и металлические компонентов. Сочеиания технологий 3D-печати и процесса химического осаждения из газовой фазы позволило эффективно изготавливать трёхмерные электронные структуры с пространственной конфигурацией и функциями передачи электрических сигналов.
Профиль импеданса электропроводящего слоя на биполярном электроде показвл, что импеданс стабильно оставался ниже 70 Ом, что значительно ниже импеданса сравнительных неинвазивных электродов (более 1000 Ом).
Электропроводность и толщина покрытия составили 3,12 × 10^7 См/м и 2,5 мкм соответственно. Метод никелирования позволил добиться селективной металлизации меди на электродах.
Биполярные электроды были имплантированы в межсегментарную мембрану между переднеспинкой насекомого и мезотораксом. 
Микроконтроллер имел частоту связи менее 1 ГГц для связи между роботом-гибридом «насекомое-компьютер» и рабочей станцией. Стимулирующие сигналы передавались от каналов стимуляции к биполярным электродам для управления передвижением насекомых. Также рюкзак таракана содержал литий-полимерный аккумулятор.
Для анализа реакции насекомых на электрическую стимуляцию, авторы зарегистрировали нейронную активность, движения передних лап и характер передвижения во время симуляции. Управлялся такой биоробот по беспроводной связи для поворота и остановки.
Чтобы оптимизировать напряжение стимуляции, регистрировалась нейронная активность в области шеи насекомых. По мере увеличения напряжения с 0,5 В до 3,0 В наблюдалось постепенное увеличение количества регистрируемых нейронных импульсов, что свидетельствует о повышенной чувствительности к более сильной электрической стимуляции.

Ставьте лайки если интересен материал, размещу видеоролики с тараканами-киборгами - 👍