نانوپروب‌ها می‌توانند به سیگنال‌های الکتریکی مغز دسترسی پیدا کنند.
محققان توانستند آرایه‌های نانوپروب مقیاس پذیری را تولید کنند که آنقدر کوچک هستند که قادرند فعالیت‌های درونی سلول‌های قلبی و نورون‌های اولیه را ضبط کنند.
توانایی خواندن فعالیت‌های الکتریکی از سلول‌ها، زمینه ساز بسیاری از پروسه‌های پزشکی-زیستی می‌باشد. از جمله این پروسه‌ها می‌توان به نقشه برداری از فعالیت مغزی و پروتزهای عصبی اشاره کرد.
توسعه دادن ابزارهای جدید برای الکتروفیزیولوژی درون سلولی (جریان الکتریکی که درون سلول‌ها وجود دارد) که محدودیت‌های فیزیکی را کنار زده و در عین حال تهاجمی بودن پروسه‌ها را کاهش می‌دهند، می‌تواند یک درک عمیق‌تر از سلول‌های تولید کننده‌ی الکتریسیته و شبکه‌هایشان درون بافت و همچنین مسیرهای جدید برای رابط‌های مغز-ماشین برای ما فراهم کند.
در مقاله‌ای در ژورنال Nature Nanotechnology، دانشمندان موسسه‌ی فناوری‌های پیشرفته ی دانشگاه ساری (انگلستان) و دانشگاه هاروارد، جزئیات چگونگی تولید محصولی جدید را منتشر کرده‌اند: آرایه‌ای از پروب‌های خازنی میدان-موثر به شکل نانوسیم‌های U شکل بسیار کوچک برای ضبط فعالیت‌های درون سلولی.
این ساختارها به طور فوق العاده‌ای کوچک هستند، برای ضبط بسیار باکیفیت فعالیت نورون‌های اولیه و دیگر سلول‌های تولید کننده‌ی الکتریسیته مورد استفاده قرار گرفتند. این دستگاه ظرفیتی معادل ضبط کننده‌های چند کاناله را داراست.
دکتر Yunlong Zhao از دانشگاه ساری انگلستان می‌گوید: اگر متخصصان حوزه‌ی پزشکی بخواهند به درک وضعیت فیزیک ما ادامه دهند و به ما کمک کنند که بیشتر زندگی کنیم، ما نیز باید مرزهای دانش مدرن را برای تولید بهترین ابزارهای ممکن برای انجام دادن این کار، به عقب فشار دهیم. برای ممکن شدن این امر، هم‌مسیر شدن انسان‌ها و ماشین‌ها حتمی خواهد بود.
پروب‌های نانوسیمی منعطف و بسیار کوچک ما، می‌تواند یک ابزار بسیار قدرتمند باشد. چرا که می‌تواند سیگنال‌های درون سلولی را با شدتی قابل مقایسه با سیگنال‌های گرفته شده توسط تکنیک‌های Patch Clamp برای ما اندازه گیری کند. مزیت این پروب‌ها در مقایسه با روش پچ کلمپ در مقیاس پذیر بودن، راحت تر بودن برای بیمار، و عدم ایجاد هرگونه آسیب کشنده به سلول می‌باشد. با این پژوهش جدید، ما شواهد واضحی به دست آوردیم که نشان می‌دهد چگونه انحنا و سایز این دستگاه، هردو درونی سازی و ضبط سیگنال‌های درون سلولی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
دکتر Charles Lieber، از دپارتمان شیمی و زیست شیمی دانشگاه هاروارد، می‌گوید: این پروژه یک گام بزرگ در راستای حل مشکل یکپارچه‌‌‌سازی بلوک‌های مقیاس نانو ساخته شده به درون یک چیپ و آرایه‌هایی در مقیاس ویفر برداشته است و در نتیجه به ما اجازه می‌دهد که چالش دیرینه‌ی ضبط فعالیت‌های درون سلولی مقیاس پذیر را به سرانجام برسانیم.
زیبایی دانش برای بسیاری از افراد، از جمله خود ما، داشتن این چالش‌هاست که باعث ایجاد فرضیه‌ها و کارهای علمی در آینده می‌شود. در مقیاس بلند مدت، می‌تواند دید که این پروب‌ها به توانایی‌های ما اضافه خواهد شد که نهایتا رابط‌های مغز-ماشین رزولوشن بالای پیشرفته را هدایت خواهد کرد و شاید هم در آخر تولید سایبورگ‌ها را به واقعیت تبدیل کند!
پروفسور Ravi Silva، رئیس موسسه‌ی فناوری‌های پیشرفته‌ی دانشگاه ساری می‌گوید: این محصول بسیار هیجان انگیز و فوق العاده جاه طلبانه، نشان دهنده‌ی ارزش همکاری‌های آکادمیک است. در کنار امکان بهبود ابزارهایی که ما برای مانیتور کردن سلول‌ها مورد استفاده قرار می‌دهیم، این پروژه زیربنای رابط‌های مغز-ماشین را ایجاد کرده که می‌تواند به بهبود زندگی افراد در سرتاسر دنیا کمک کند.
دکتر ژائو و تیمش در حال حاضر مشغول کار روی یک دستگاه ذخیره انرژی جدید، پروب کردن الکتروشیمیایی، دستگاه‌های بیوالکترونیک، حسگرها و سیستم‌های الکترونیکی منعطف سه بعدی هستند. دانشجوهای کارشناسی، ارشد، دکترا و فوق دکترا، با پیش زمینه در حوزه‌های ذخیره‌ی انرژی، الکتروشیمیایی، تولیدات نانو، بیوالکترونیک و مهندسی بافت می‌توانند با دکتر ژائو برای اکتشاف موقعیت‌های کاری و همکاری‌های بیشتر، تماس بگیرند!
منبع: electronicsweekly.com
نوشته های مرتبط