Современные высокотехнологичные протезы подключаются напрямую к нервной системе пациентов при помощи специализированных имплантируемых электродов, выступающих в роли моста между аппаратной частью протеза и нервными тканями. Но обеспечить высококачественный контакт между живой тканью и электронным чипом или платой не так просто по ряду причин. Одна из главных проблем заключается в том, что электроника оперирует сигналами, передаваемыми при помощи электрического тока, потока отрицательно заряженных электронов. Передача сигналов в живых тканях намного сложней: кроме электронов, информация передаётся при помощи переноса положительного электрического заряда ионами калия, натрия, кальция и даже отдельными протонами.
В силу трудностей технического плана разработчики высокотехнологичных имплантатов и протезов используют в качестве управляющих сигналов только электрические сигналы от нервных тканей, сознательно жертвуя той частью информации, которая переносится при помощи положительно заряженных частиц. Однако группе учёных из Калифорнийского университета в Ирвине удалось обнаружить то, что сможет стать решением вышеупомянутой проблемы. Оказывается, биополимер под названием рефлектин (reflectin), белок с чрезвычайно сложной структурой, который позволяет кальмарам менять цвет своей кожи, служит ещё и превосходным проводником положительного электрического заряда. Благодаря тому, что метод синтеза искусственного рефлектина существует, этот белок может послужить тем мостом, который свяжет информационным коммуникационным каналом живые клетки и электронику протезов, имплантатов и компьютерных систем.
Исследователи начали работать с рефлектином, изучая то, что позволяет кальмарам изменять свой цвет и отражать падающий на их кожу свет. Получив рефлектин при помощи специальных генетически модифицированных бактерий, учёные нанесли тонкий слой белка на кремниевое основание. Металлические электроды, находящиеся в контакте с белковой плёнкой служили для контроля электрического тока и напряжения, текущего через плёнку при различных условиях. Результаты этих экспериментов показали, что рефлектин отлично переносит при помощи протонов положительный электрический заряд, делая это более эффективно, нежели многие из искусственно созданных для этого материалов.
Способность рефлектина к передаче положительных электрических зарядов и его биологическое происхождение определяют возможность применения этого белка в конструкции новых имплантатов, протезов и устройств интерфейса между компьютером и мозгом, которые будут способны передавать и принимать весь спектр информации, курсирующей по нервным тканям. Биологическая природа белка существенно снижает вероятность отторжения имплантата организмом человека, как инородного тела, и даёт возможность осуществления внешнего воздействия на некоторые функции имплантата без необходимости проведения хирургического вмешательства.
