ایمپلنت شفاف فعالیت عصبی را از اعماق مغز می‌خواند

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیه‌گو ، این ایمپلنت از نوار پلیمری نازک و شفاف و منعطف ساخته شده که با آرایه‌ای از الکترودهای گرافنی پر شده است. این فناوری که در موش‌های تراریخته (transgenic ) آزمایش شده است، محققان را به ساختن یک میانجی مغز-رایانه (BCI) با حالت تهاجمی حداقلی، یک گام نزدیکتر کرده است. این وسیله می تواند با استفاده از ضبط هایی (recordings) از سطح مغز، داده‌های با وضوح بالا درباره فعالیت های عصبی عمیق فراهم کند.

«دوگو کازوم» استاد دانشکده مهندسی برق و الکترونیک دانشگاه کالیفرنیا و مولف ارشد این مطالعه گفت: با این فناوری حوزه دسترسی فضایی ضبط‌های عصبی را گسترش می‌دهیم. ایمپلنت با اینکه روی سطح مغز قرار می گیرد، اما طراحی آن از محدودیت های حسگری فیزیکی فراتر می رود؛ چرا که می تواند فعالیت های عصبی از لایه‌ای عمیق تر را برداشت کند.

این فناوری بر محدودیت های فناوری‌های کنونی ایمپلنت عصبی غلبه می کند. آرایه‌های سطحی کنونی، تهاجم حداقلی دارند، اما فاقد توانایی دریافت اطلاعات فراتر از لایه‌های بیرونی مغز هستند. بر خلاف آنها، آرایه‌های الکترود با سوزن‌های نازک نفوذ کننده در مغز قادر به کاوش در لایه‌های عمیق‌تر مغز هستند، اما اغلب به التهاب و خراشیدگی منجر می شوند که در طول زمان کیفیت سیگنال را از بین می برد.

ایمپلنت عصبی جدید ساخته شده در دانشگاه کالیفرنیا سن دیه‌گو مزایای هر دو نمونه بالا را در خود دارد. این ایمپلنت یک نوار پلیمری شفاف و منعطف است که با سطح مغز مطابقت دارد و در بر دارنده یک آرایه با چگالی بالا از الکترودهای گرافنی ریز است که هر کدام ۲۰ میکرومتر قطر دارد و هر الکترود با یک سیم گرافنی نازک میکرومتری به یک بورد مداری متصل می شود.

این ایمپلنت در آزمایش های انجام شده روی موش های تراریخته، محققان را قادر کرد که بطور همزمان اطلاعات با وضوح بالا درباره دو نوع فعالیت مغزی دریافت کنند.

شفاف بودن یکی از خصوصیات اصلی این ایمپلنت عصبی است. ایمپلنت‌های سنتی از مواد فلزی مات استفاده می کنند که موجب مسدود شدن دید برای مشاهده نورون ها زیر الکترودها در حین آزمایش های تصویربرداری می شود، اما ایمپلنت ساخته شده از گرافن شفاف است و یک میدان دید کاملا روشن و شفاف برای میکروسکوپ در زمان تصویربرداری فراهم می کند.

این محققان در مرحله بعدی قصد دارند این فناوری را در مدل های حیوانی مختلف آزمایش کنند و هدف نهایی نیز ترجمه انسانی در آینده است.