تحریک نورون‌های مغز با ایمپلنتی به اندازه دانه برنج

به گزارش سه‌شنبه پایگاه خبری ساینس‌دیلی، معمولا برای درمان بیماری‌هایی مانند صرع و پارکینسون، الکترودهای تحریک‌کننده نورون‌ها با استفاده از عمل جراحی درون مغز ایمپلنت می‌شوند. این الکترودها به دستگاهی شبیه ضربان‌ساز متصل می‌شوند که توان مورد نیاز آن از یک باتری مستقل تامین می‌شود. این دستگاه نیز در بخش دیگری از بدن و زیر پوست ایمپلنت می‌شود. با وجود این که ممکن است باتری این دستگاه قابل شارژ هم باشد، در نهایت لازم است با استفاده از عمل جراحی، جایگزین شود.
اکنون محققان دانشگاه رایس در آمریکا  دستگاهی ساخته اند که توان مورد نیاز خود را از یک میدان مغناطیسی در خارج از بدن تامین می‌کند. این دستگاه به اندازه یک دانه برنج بوده و از دو لایه مواد مختلف ساخته شده است. لایه اول نوعی فویل تنگیده مغناطیسی (magnetorestrictive) است که از آلیاژ آهن، بور، سیلیکون و کربن است. زمانی که این ماده در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، در سطح مولکولی نوسان می‌کند. لایه دوم یک کریستال پیزوالکتریک است که می‌تواند نوسانات فویل را به ولتاژ الکتریکی تبدیل کند. سپس یک مدار مجتمع این ولتاژ را ماجوله کرده و فرکانس آن را کاهش می‌دهد تا نورون‌ها بتوانند نسبت به آن واکنش نشان دهند.
در آزمایش‌های اولیه، این ایمپلنت زیر پوست سر موش‌ها کار گذاشته و به الکترودی متصل شد که در بخش مرکزی مغز آن‌ها ایمپلنت شده است. موش‌ها امکان حرکت آزادانه در محیط را داشتند، اما ترجیح می‌دادند در مناطقی مستقر شوند که میدان مغناطیسی موجب فعال شدن ایمپلنت مغزی می‌شد.
به اعتقاد محققان نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد مواد الکترومغناطیسی قابلیت تامین توان مورد نیاز ایمپلنت‌های مغزی را دارند و استفاده از این مواد در ساخت ایمپلنت‌ها امکان تولید نسل جدید از تجهیزات پزشکی را بدون نیاز به باتری‌ها فراهم می کند.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature منتشر شده است.