العلماء يطورون أقطابا كهربائية تراقب عمل الأعصاب في الدماغ
تاريخ النشر: 22nd, January 2024 GMT
يعمل علماء الفسيولوجيا العصبية على تطوير أقطاب كهربائية، ستمكنهم من مراقبة عمل دماغ مرضى الصرع خارج المستشفيات.
طوّر علماء التكنولوجيا الحيوية الأمريكيون نوعا جديدا من الأقطاب الكهربائية المرنة التي تسمح بمراقبة عمل 128 خلية عصبية تقع في أعماق الدماغ. وستسمح هذه الأجهزة لعلماء الأعصاب بمراقبة عمل دماغ مرضى الصرع خارج المستشفيات.
ونقلت الخدمة الصحفية للجامعة عن شادي دايي الأستاذ في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو:" نحن نركز الآن على استخدام هذه التكنولوجيا لمراقبة أدمغة المرضى الذين يعانون من الصرع المقاوم للعلاج. وهدفنا النهائي هو جعل هذا التطور بحلول عام 2026 يسمح لنا بإجراء أرصاد لاسلكية لنشاط الخلايا العصبية في أدمغة المرضى داخل المستشفيات أولا، ثم في المنزل لفترة طويلة جدا".
إقرأ المزيد
يذكر أن الأقطاب الكهربائية المطورة عبارة عن شرائط رفيعة للغاية مصنوعة من عدة طبقات لمادة البوليمر، وتوجد بينها طبقات أخرى موصلة للكهرباء ومصنوعة من سبائك الذهب والكروم، وكذلك البلاتين والفضة. وتتصل هذه الهياكل المعدنية بالخلايا العصبية من خلال سلسلة من الثقوب الخاصة في الغشاء البوليمري، مما يسمح لكل قطب كهربائي بالتفاعل بدقة فائقة مع عدد صغير فقط من الخلايا العصبية.
وكما أظهرت التجارب التي أجراها العلماء، فإن هذه الهياكل تتمتع بمستوى عال جدا من المرونة والقوة، مما يجعل من الممكن "طباعة" أقطاب كهربائية يصل طولها إلى 15 سنتيمترا استنادا إلى الطرق الحالية المستخدمة في صناعة أشباه الموصلات وزرعها في الطبقات العميقة من الدماغ. وأظهرت التجارب التي أجراها العلماء على الخنازير وحيوانات أخرى أن الأقطاب الكهربائية الجديدة قادرة على قراءة الإشارات القادمة من 128 خلية مختلفة في وقت واحد.
واختبر العلماء أداء الأقطاب الكهربائية التي صنعوها في تجارب شملت متطوعين اثنين يخضعان لعملية جراحية خاصة بإزالة الأورام من الدماغ. وقام العلماء بزرع الأجهزة التي صنعوها في عمق أدمغة المشاركين في التجربة، مما سمح لهم بقراءة الإشارات الواردة من عدد كبير من الخلايا العصبية المفردة الموجودة في القشرة وفي الطبقات العميقة من الفص الجداري والصدغي للدماغ.
ويأمل الباحثون بأن يساعد تطويرهم في المستقبل القريب علماء الفسيولوجيا العصبية على دراسة آليات تطور نوبات الصرع، فضلا عن الاضطرابات الأخرى في عمل الجهاز العصبي. وأشار البروفيسور دايي إلى أن هذه الأقطاب الكهربائية يمكن استخدامها لمكافحة اضطرابات مماثلة في عمل الجهاز العصبي، كما يمكن استخدامها ليس لقراءة النبضات العصبية فحسب بل وللتحكم في عمل الخلايا العصبية الفردية.
المصدر: تاس
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: البحوث الطبية الجلطة الدماغية الخلایا العصبیة
إقرأ أيضاً:
روسيا.. تطوير خلية عصبية تساعد على استعادة الشبكات العصبية التالفة في الحبل الشوكي
الثورة نت/..
قام العلماء من جامعة “لوباتشيفسكي” في نيجني نوفغورود الروسية بتطوير خلية عصبية شبيهة بخلايا حيوية تعتمد على الميمريستورات (الذواكر المقاومة الإلكترونية).
وقال مصدر في الجامعة إنه سيتم بناء على هذا التطوير إنشاء واجهات عصبية ستستخدم لاستعادة الشبكات العصبية التالفة في الحبل الشوكي. وأوضح أن “النموذج الأولي القائم على الذواكر الإلكترونية الدقيقة يحاكي تماما النشاط الكهربائي للخلايا العصبية، ويقترب من حيث كفاءة استخدام الطاقة وسرعة الأداء من نظيراتها الطبيعية”.
تؤدي الذواكر المقاومة الإلكترونية (الميمريستورات) وظيفة القنوات الأيونية: فهي توفر نقل الإشارات وتعيد إنتاج ديناميكيات خلايا الدماغ. وأضاف أن الميمرستورات يمكنها أداء وظائف كل من الخلايا العصبية والمشابك العصبية، مما يجعل من الممكن إنشاء مكونات أساسية للشبكات العصبية الاصطناعية بناء عليها، الأمر الذي يفتح الطريق أمام تطوير واجهات عصبية مصغرة تعمل على توسيع أو استعادة وظائف الشبكات العصبية البيولوجية.
وأشار إيفان كيبلكين مؤلف الدراسة وكبير الباحثين في مختبر الأنظمة العشوائية متعددة الوظائف التابع لجامعة “لوباتشيفسكي” إلى أن “الخلايا العصبية التالفة تتعافى ببطء. ولكن باستخدام الميمريستورات، يمكن إنشاء أجهزة ستعمل على تسريع عملية التجديد وستقوم بمعالجة إشارات الدماغ وتحفيز نشاط الخلايا العصبية في الوقت الحقيقي. وعلى سبيل المثال، فإن الشريحة العصبية التي تحتوي على عشرات من الخلايا العصبية المشابهة حيويا تعد واعدة تماما لتنفيذ عملية استعادة الشبكات العصبية التالفة في الحبل الشوكي. أما السرعة العالية لمعالجة الإشارات في الميمريستورات فتجعل من الممكن إنشاء واجهات عصبية تتنبأ بنوبات الصرع قبل تفشي المرض والنشاط العصبي المرضي”.
وخلص إيفان كيبلكين إلى أن خلية ممريستورية عصبية طورها العلماء من جامعة “لوباتشيفسكي” على أساس أحد النماذج الرياضية المبسطة المعروفة، ستسمح للباحثين بجعل تطبيقات عملية لمثل هذه الأجهزة أكثر وكفاءة وأرخص ثمنا. وأضف قائلا إن “جودة الممريستورات المتوفرة لدينا لا تقل عما هو عليه في أفضل المختبرات العالمية، مع ذلك فإننا نقوم فورا باختبار النماذج النظرية في الممارسة العملية، والخطوة التالية هي بناء شبكة عصبية مكونة من 28 خلية عصبية ممريستورية على أساس شريحة واحدة لمحاكاة وظائف الحبل الشوكي”.
المصدر: تاس
برلماني: مش معقول كل ما الحكومة تتنزنق تلجأ للاقتراض