Details
Актуальность исследований в области нейроинтерфейсов живых-технических систем для управления передачей болевых сигналов в мозг связана с увеличением числа заболеваний нервной системы и соответствующим ростом мирового рынка нейростимуляторов, предлагающих альтернативную медикаментозной терапию, более эффективную в ряде случаев. В работе проведены исследования в области микроэлектронных имплантируемых нейроинтерфейсов медицинского применения для борьбы с заболеваниями, связанными с хронической болью. Цель работы - получение научных результатов, объясняющих механизмы и закономерности мультимасштабного формирования с применением микроэлектронных технологий на нано-, микро-, макроуровнях нейроинтерфейсов живых-технических систем для управления передачей болевых сигналов в мозг посредством сетевой структуры имплантируемых нейростимуляторов с биологическими обратными связями. Выделена и подробно рассмотрена проблематика ключевых технологий таких имплантируемых нейроинтерфейсов, в частности архитектура, энергообеспечение, биоподобные структуры, маркеры боли. Проведенные экспериментальные исследования на животной модели подтверждают теоретические результаты.
The critical need for research into bio-technical neurointerface systems for pain signal modulation is related to the increasing prevalence of neurological disorders and corresponding expansion of the global neurostimulation market offering alternatives to pharmacological treatment, more effective in a range of cases. In this work, the investigations in the research domain of implantable microelectronic neurointerfaces for medical use in the treatment of chronic pain were conducted. The object of this work is to obtain scientific results explaining the mechanisms and principles underlying the multiscale formation - at the nano-, micro-, and macro-levels - of bio-technical neurointerfaces enabled by advanced microelectronic technologies for regulation of pain signal transmission to the brain through networked, implantable neurostimulators operating in multiple closed-loop configurations. The key technological challenges of these implantable neurointerfaces are identified and systematically analyzed, including system architecture, power supply solutions, biomimetic design, and pain biomarkers. Experimental validation using an animal model has been performed, confirming the theoretical assumptions.
