نظارت بر فعالیت‌های عصبی با استفاده از نانوکاوشگرهای پیشرفته

به گزارش پایگاه خبری ساینس دیلی، این نانوکاوشگرها ابزارهایی در مقیاس نانو هستند که بر اساس ساختار آنتن‌های فلزی جفت شده با نوعی پلیمر زیست‌ سازگار موسوم به PEDOT ساخته می‌شوند. خواص نوری این پلیمر در واکنش به میدان الکتریکی اطراف آن تغییر می‌کند. آنتن کاوشگر نیز تعاملات نور و ماده را مانند آنتن‌های رادیویی دریافت می‌کند. در نتیجه، این کاوشگر می‌تواند دینامیک میدان الکتریکی موجود در محیط را به صورت اپتیکی و با حساسیت بسیار بالا دریافت کند.
نظارت بر فعالیت الکتریکی نورون‌ها با استفاده از آرایه‌هایی از میکروالکترودها انجام می‌شود؛ اما نصب این الکترودها در مقیاس بزرگ دشوار بوده و با محدودیت‌هایی از جمله پهنای باند محدود ساختار الکترونیکی مواجه است. اما به گفته محققان استفاده از فوتون‌ها به جای میکروالکترودها موجب حذف این محدودیت‌ها شده و پهنای باند و ظرفیت حمل اطلاعات را چند میلیارد برابر افزایش می‌دهد. در واقع با تبدیل سیگنال‌های الکتریکی زیستی به فوتون‌ها می‌توان فعالیت عصبی سلول‌ها را با پهنای باند بسیار بالا از طریق پرتوهای نور مخابره کرد.
با وجود این که هنوز گام‌های اولیه توسعه این فناوری برداشته شده است،‌ به اعتقاد محققان این فناوری می‌تواند راه را برای ساخت رابط‌های مغز و ماشین بسیار توانمند هموار کرده و در نهایت امکان ساخت اندام‌های مصنوعی پیشرفته با قابلیت کنترل توسط مغز شخص معلول را فراهم کند.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Science Advances منتشر شده است.