درمان بیماری‌های مغزی با تراشه گرافنی آسان می‌شود

با ۲۰۰ برابر قدرت بیشتر ؛

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری زندگی نیوز به نقل ازاینترستینگ اینجینیرینگ ، این دستاورد نوید بخش، فناوری جدیدی از یک شرکت دانش بنیان اسپانیایی به نام «این بِرِین نوروالکترونیکس» «Inbrain Neuroelectronics» است. این پژوهشگران، رابط مغز و رایانه (BCI) با وضوح بالایی را برپایه گرافن ساخته اند.

گرافن، ماده دو بعدی که فقط یک اتم ضخامت دارد، از فولاد سخت‌تر است. این ماده از اتم‌های کربن تشکیل شده است که در یک شبکه لانه زنبوری چیده شده اند. این ویژگی‌های قابل توجه آن را به یک تغییر دهنده بازی برای پیشرفت در رابط‌های مغزی نسل بعدی تبدیل می‌کند.

این شرکت دانش بنیان اعلام کرده است این ایمپلنت مغزی می‌تواند با ۲۰۰ برابر قدرت بیشتر به یاری بیماران مبتلا به پارکینسون بیاید. این شرکت فعال در حوزه فناوری سلامت به زودی نخستین آزمایش انسانی خود را انجام خواهد داد.

تراشه گرافنی 

فناوری BCI به عنوان پلی بین مغز و دستگاه‌های خارجی مانند رایانه عمل می‌کند. این رابط‌ها با ضبط و تفسیر سیگنال‌های مغزی، فرصت‌هایی را برای تشخیص پزشکی، برقراری ارتباط برای کسانی که محدودیت گفتار دارند و حتی کنترل تجهیزات خارجی مانند اندام‌های رباتیک فراهم کرده اند.

در وب سایت این شرکت آمده است تقریبا ۳۰ درصد از جمعیت جهان دچار اختلالات عصبی هستند. هدف این ابزار ابتکاری BCI ارائه مزایای درمانی برای بیماران مبتلا به بیماری پارکینسون و سایر اختلالات عصبی بالقوه است.

«کارولینا آگیلار» «Carolina Aguilar» مدیر عامل استارت آپ «Inbrain» با اشاره به مشکلات BCI‌های فلزی معمولی گفت: این فلزات دچار پدیده‌ای به نام «واکنش‌های فارادی» می‌شوند که باعث می‌شود سیگنال‌های الکتریکی به هم ریخته شده و ارسال اطلاعات به مغز دشوار شود. فناوری جدید گرافنی آنها، از وقوع چنین پدیده‌ای جلوگیری می‌کند.

این شرکت، تراشه روی ویفر را با استفاده از روش‌های نیمه رسانای استاندارد تولید می‌کند و آن را در ضخامت بسیار نازک ۱۰ میکرومتر نگه می‌دارد. در این تراشه، ویژگی‌های گرافنی ریزی (نه نقاط کوانتومی) از ۲۵ تا ۳۰۰ میکرومتر تعبیه شده است که خواندن و تحریک سیگنال‌های مغزی با وضوح بالا را امکان پذیر می‌کنند.

شایان ذکر است دستگاه جدید گرافنی، توانایی تزریق ۲۰۰ بار شارژ بیشتر را بدون ایجاد واکنش فارادی دارد. این امر، ثبات برای «بیش از میلیون‌ها پالس تحریک» برای درمان مغز ارائه می‌دهد. 

نخستین آزمایش انسانی 

تراشه Inbrain در نخستین آزمایش انسانی، در دانشگاه منچستر، در یک جراحی تومور مغزی برای کمک به جراحان در شناسایی بافت سرطانی با دقت میکرومتریک بالا استفاده خواهد شد. این به جراحان اجازه می‌دهد تا تومور را از بین برده و در عین حال مناطق سالم مغز را برای گفتار و شناخت صحیح حفظ کنند.

 آگیلار گفت: «این تراشه در طول برداشتن تومور به گونه‌ای تعبیه می‌شود که بتواند سیگنال‌هایی را با وضوح بسیار بالا بخواند که به جراح می‌گوید کجا تومور وجود دارد و کجا توموری دیده نمی‌شود.» 

وی در مورد انتخاب نخستین مورد آزمایش انسانی اظهار داشت این روش سریعی برای اثبات بی خطری گرافن برای استفاده در بدن انسان است. 

پیش از آزمایش انسانی، این تراشه گرافنی جدید، آزمایش زیست سازگاری دقیقی را روی حیوانات گذرانده و راه را برای آزمایش‌های انسانی ایمن هموار کرده است.

اگرچه آزمایش منچستر بر روی جراحی تومور مغزی متمرکز است، اما تراشه انقلابی Inbrain ممکن است در نهایت برای درمان پارکینسون استفاده شود.

برای این کار، تراشه به روزرسانی می‌شود تا در بخشی از مغز به نام مسیر نیگرواستریاتال که حرکت را کنترل می‌کند، به کار گرفته شود. گفته می‌شود، این دستگاه قادر خواهد بود سیگنال‌های مغز را برای اقداماتی مانند قدم برداشتن یا بالا بردن دست (مانند سایر BCI‌های موجود) بخواند کند. علاوه بر این، دقت در مقیاس میکرومتری به آن اجازه می‌دهد تا علائم پارکینسون مانند لرزش، سفتی و مشکلات راه رفتن را تشخیص دهد.

با شناسایی این شاخص ها، پزشکان قادر خواهند بود راهبرد‌های درمانی را به خوبی تنظیم و کارایی آنها را برای هر بیمار بهینه کنند.