علم هنوز به درک کاملی از مغز و تمام کارکردهای پیچیده ی آن نرسیده است، این به علت کم کاری محققان در این زمینه نیست. از یکسو پیچیدگی این عضو و از سوی دیگر حساسیت و اهمیت این بخش از بدن، امکان تحقیقات وسیع را در زمینه ی مغز و کارکردهای آن نمی دهد. اما حالا محققان با استفاده از یک الکترود با پایه ی پلیمری گامی بلند برای شناخت مغز انسان برداشته اند.
یه گزارش واحد ترجمه و تولید محتوی صنایع پلاستیک، در طی چند دهه ی گذشته مطالعات متعددی برای درک فرایندهایی نظیر “صحبت کردن ” و یا اتصال متقابل بین هزاران نقطه ی میکروسکوپی در مغز، صورت گرفته است و به ویژه این تحقیقات بر روی نورونها متمرکز بوده است.
هدف نهایی هم اینست که روزی یک نقشه ی کامل از مغز و همچنین شیوه ی کارکرد دقیق آن به دست آید که قابلیت درمانی بی نظیری در اختیار ما قرار می دهد.
محققان و دانشمندان دانشگاه کالیفرونیای جنوبی، توانسته اند مواد نازک و انعطاف پذیر پلیمری را برای استفاده در ساختار میکرو الکترودهایی که قادرند فعالیت های مغزی را در عمق زیاد ثبت کنند، توسعه دهند.
این محققان از این پلیمر خاص، منعطف و بسیار نازک (در حد میکرو) در ساخت الکترودها ثبت کننده ی امواج استفاده کرده اند و توانسته اند مجموعه ای از الکترودهای هشت گانه را بسازنند که هر یک نیز، هشت “شمع” دارند و این به آن معناست که این دانشمندان، یک مجموعه ۶۴ تایی از ثبت کننده های فعالیت های مغزی را با استفاده از این پلیمر که ویژگی زیست تخریب پذیری نیز دارد، ساخته اند.
علاوه بر این، الکترودهای پلیمری ساخته شده با استفاده از این پلیمر(که بر پایه Parylene C ساخته شده است) به نسبت میکروالکترودهای موجود در بازار که از جنیس سیلیکون یا میکرو سیم ساخته شده اند، کمتر تهاجمی و آسیب رسان هستند و به این ترتیب به بافت و سلولهای اطراف کمتر خدشه وارد می کنند که مزیت بزرگی است. این مزیت اجازه می دهد تا الکترودهای جدید را بتوان تا عمق بیشتری در بافت نرم مغز فرو برد بدون اینکه به اندازه ی نمونه های موجود در بازار به سلولهای مغزی آسیب بزنند.
یکی از مزیت های دیگری که الکترودهای ساخته شده با این پلیمر تازه توسعه داده شده دارند، اینست که اگر به هر دلیلی الکترودها در داخل باقت مغزی بشکنند، به علت خاصیت زیست تخریب پذیری، پس از مدتی جذب می شوند بدون اینکه آسیب مغزی یا ناهنجاری خاصی ایجاد نمایند.
پرفسور الیس منگ از گروه مهندسی پزشکی مرکز علوم همگن میکلسون می گوید: ” اطلاعاتی که با استفاده از این الکترودهای پلیمری نوین می توانیم از مغز بیرون بیاوریم شاید معادل نمونه های موجود در بازار باشد و تفاوت چندانی از این نظر نداشته باشد، اما احتمال آسیب و میزان آسیب احتمالی به باقت مغزی تا حد قابل توجهی کاهش می یابد”
وی می افزاید: “مزیت دیگر اینست که الکترودهای پلیمری را می توان در زمانهای طولانی تر در مغز قرار داد، به همین دلیل این دستگاهها قادرند که ارتباطات عصبی را در مقاطع زمانی طولانی تری دریافت، ضبط و ثبت نمایند که نمونه های موجود در بازار این نقطه ی قوت را هم ندارند و نمی توان مدت زمان طولانی آنها را در بافت مغز انسان قرار داد.
پروفسور الیس منگ می گوید: ” همانند هر ایمپلنت و پروتز دیگری، با توجه به پاسخ طبیعی سیستم ایمنی بدن به یک عنصر خارجی باید در کاربرد این میکرو الکترودهای پلیمری نیز احتیاط شود.
علاوه بر التهاب، میکروالکترودهای مغناطیسی ساخته شده از سیلیکون یا سایر عناصر، موجب مرگ عصبی و زخم هایی در سلولهای مغزی می شدند که آسیب به بافت همبند در سیستم عصبی بود و اصلا قابل قبول نبود. با این حال پلیمر جدید، ساگاز با محیط زیست است و می تواند در فرم بسیار نازک میکرو سازه ای باشد که به طور ویژه در مناطق فرعی خاص مغز، شکل گرفته و امکان جا به جایی بافت و آسیب سلولی را به حداقل برساند.
تا به حال الکترودهای موجود فقط برای ثبت پاسخ الکتروفیزیولوژیگ نورون ها در هیپوکامپ، زیر مجموعه ای از مغز که مسوول تشکیل حافظه است، به کار رفته اند . در صورت جراحات در هیپوکامپ شخص در معرض خطر ناتوانی در ساخت خاطرات قرار می گیرد. مگ گفت: ” الکترودهای مبنی بر پلیمر می توانند به محل خاصی در هیپوکامپ متصل شوند و ارتباطات بین نورون ها رو گوش داده و ثبت کنند و به این ترتیب ارتباطات عصبی بیشتری با خطرات به مراتب کمتر برای ما عیان کنند.”
وی افزود: “الکترودهای پلیمری جدید این امکان را می دهند تا محل ورود الکترودها به مغز را محقق انتخاب نماید و محدودیت ها در این زمینه نیز از بین می رود. وی ادامه داد که شکل جالب طراحی این الکترودهای ۶۴ تایی اجازه می دهد در یک زمان من گروهی از الکترودها را در یک محل و گروهی دیگر را در محل دیگری از مغز قرار دهم که این نیز امکان تازه ای است.”
تحقیقات آتی، طول عمر ضبط سیگنال ها را در آرایه های مبتنی بر پلیمر مشخص خواهد کرد که این یک گام دیگر برای نزدیک شدن به تولید صنعتی این الکترودهای پلیمری خاص است.
منبع: sciencedaily
