تغییر سلولهای مغز با استفاده از تلفن های هوشمند

امروزه دانشمندان میتوانند سلولهای مغز را با استفاده از تلفن های هوشمند دستورزی کنند این دستگاه با استفاده از کارتریج های دارویی قابل تعویض لگو مانند و  بلوتوث قدرتمند ، می تواند نورون های مورد نظر خاصی را با استفاده از دارو و نور برای دوره های طولانی مورد هدف قرار دهد.

یک گروه از دانشمندان در کره و ایالات متحده ، دستگاهی اختراع کرده اند که میتواند مدارهای نورونی را با استفاده از یک ( ایمپلنت ) کاشت مغزی بسیار کوچک که توسط یک تلفن هوشمند کنترل میشود ، کنترل کند.محققان با انتشار این مطلب در مجله مهندسی زیست پزشکی Nature  ، معتقدند که این دستگاه می تواند به تلاش ها برای کشف بیماری های مغزی مانند پارکینسون ، آلزایمر ، اعتیاد ، افسردگی و درد سرعت بخشد.

این دستگاه با استفاده از کارتریج های دارویی قابل تعویض لگو مانند و  بلوتوث قدرتمند ، می تواند نورون های مورد نظر خاصی را با استفاده از دارو و نور برای دوره های طولانی مورد هدف قرار دهد.نویسنده این مطالعه ، رضا قاضی ، محقق مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری کره (KAIST) و دانشگاه کلرادو بولدر ، گفت : " دستگاه عصبی بی سیم باعث تعدیل نورونی شیمیایی و نوری طولانی مدت که پیش از این هرگز حاصل نشده بود ، میشود."

وی می گوید : " این فناوری به طور چشمگیری بر روشهای متداول مورد استفاده توسط دانشمندان علوم اعصاب ، که معمولاً شامل لوله های فلزی سفت و سخت و رشته های نوری برای تحویل داروها و نور میباشند ، سایه می افکند. جدا از محدود کردن حرکت سوژه به دلیل ارتباطات فیزیکی با تجهیزات حجیم ، ساختار نسبتاً سفت و سخت آنها به مرور زمان باعث ایجاد ضایعات در بافت نرم مغز می شود ، بنابراین باعث می شود آنها برای کاشت طولانی مدت مناسب نباشند. اگرچه تلاشهایی شده است تا با استفاده از پروب های نرم و سیستم عامل های بی سیم ، تا حدودی از پاسخ های شدید بافتی کاسته شود ، اما راه حل های قبلی به دلیل عدم توانایی تحویل داروها برای مدت طولانی و همچنین تنظیمات کنترلی حجیم و پیچیده محدود شدند."

به منظور دستیابی به تحویل بی سیم طولانی مدت داروها ، دانشمندان مجبور بودند چالش اساسی فرسودگی و تبخیر داروها را حل کنند. محققان موسسه پیشرفته علوم و فناوری کره و دانشگاه واشنگتن در سیاتل برای اختراع یک دستگاه عصبی حاوی یک کارتریج قابل تعویض که میتواند به متخصصان علوم اعصاب اجازه چندین ماه مطالعه بر مدارهای مغزی یکسان بدون نگرانی در مورد از بین رفتن داروها را بدهد ، با هم همکاری کردند.

این کارتریج های دارویی به صورت یک ایمپلنت مغزی مونتاژ شده اند که برای موش ها استفاده میشود و دارای یک پروب ( کاوشگر ) نرم و بسیار کوچک ( به ضخامت موی انسان) شامل کانال های میکروسیال و ال ای دی های کوچک ( کوچکتر از یک دانه نمک )  برای تحویل دوزهای نامحدود دارو و نور میباشد.

این وسیله با یک رابط کاربری ظریف و ساده بر روی تلفن های هوشمند کنترل میشود. دانشمندان علوم اعصاب می توانند به راحتی هرگونه ترکیب خاص یا توالی دقیق نور و دارو را در هر حیوان هدف ایمپلنت شده و بدون نیاز فیزیکی در آزمایشگاه تحریک کنند. محققان همچنین با استفاده از این دستگاه های عصبی بی سیم ، می توانند به راحتی مطالعات حیوانات را به طور کاملا خودکار تنظیم کنند طوری که در آن رفتار یک حیوان می تواند به طور مثبت یا منفی بر رفتار سایر حیوانات از طریق تحریک شرطی تحویل نور و/یا دارو تأثیر بگذارد.

پروفسور Jae-Woong Jeong ، استاد مهندسی برق در KAIST گفت: " این دستگاه انقلابی ، ثمره طراحی پیشرفته الکترونیک و مهندسی قدرتمند بر مبنای میکرو و نانو است." "ما علاقمند به توسعه بیشتر این فناوری به منظور ایجاد ایمپلنت مغز برای کاربردهای بالینی هستیم."

پروفسور Michael Bruchas ، استاد بیهوشی و پزشکی درد و فارماکولوژی دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن ، گفت : این فناوری از بسیاری جهات به محققان کمک خواهد کرد.

وی گفت : " این وسیله به ما اجازه می دهد تا اساس رفتار عصبی و اینکه چگونه تعدیل کننده های نورونی در مغز از طرق مختلف رفتار را تنظیم میکنند را بهتر بفهمیم." "ما همچنین مایل به استفاده از این دستگاه برای مطالعات پیچیده دارویی هستیم که می تواند به ما در توسعه درمان های جدید  برای درد ، اعتیاد و اختلالات عاطفی کمک کند."

محققان گروه جئونگ در KAIST ، برای دستگاه های قابل کاشت و قابل پوشیدن ، الکترونیک نرم ایجاد می کنند و دانشمندان علوم اعصاب آزمایشگاه Bruchas در دانشگاه واشنگتن  ، مدارهای مغزی که استرس ، افسردگی ، اعتیاد  ، درد و دیگر اختلالات عصبی روانی را  کنترل میکنند ، بررسی میکنند. این تلاش مشترک جهانی در بین مهندسان و متخصصان علوم اعصاب طی مدت سه سال متوالی و دهها بار تکرار طراحی منجر به اعتبارسنجی موفقیت آمیز این ایمپلنت قدرتمند مغز در موش هایی که آزادانه در حال حرکت میباشند ، شد و محققان معتقدند که میتوانند به سرعت از مغز و بیماری های آن پرده برداری کنند.