کنترل فعالیت سلول های عصبی ستون فقرات با ایمپلنت جدید فوتوالکتریک

یک ایمپلنت انقلابی که در مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان (EPFL) توسعه یافته است به دانشمندان اجازه می‌دهد نورون‌های خاص نخاعی را با استفاده از نور فعال یا مهار کنند. این به پژوهشگران بینشی در مورد شیوه عملکرد سیستم عصبی و فرصتی برای توسعه روش‌های جدید درمان اختلالات عصبی می‌دهد. توانایی تحریک یا مهار نورون‌های خاص نخاع با استفاده از پالس‌های نوری در نهایت به پزشکان اجازه می‌دهد تا درد را کاهش دهند، عملکردهای ارادی بدن را بهبود بخشیده و حتی معلولیت را درمان کنند. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

کنترل فعالیت سلول های عصبی ستون فقرات با ایمپلنت جدید فوتوالکتریک

دانشمندان مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان (EPFL) در سوئیس یک ایمپلنت فوتوالکتریک بی‌سیم ایجاد کردند که به آنها امکان می‌دهد نورون‌های خاصی را در نخاع موش فعال یا سرکوب کنند. این ایمپلنت انعطاف‌پذیر از طریق بلوتوث کنترل می‌شود و دارای LEDهای مینیاتوری است که نور قرمز ساطع و از جذب و بازتاب نور توسط نورون‌های مجاور جلوگیری می‌کند. پژوهشگران امیدوارند با این روش بتوانند مطالعات پیشرفته‌تری را در زمینه اپتوژنتیک انجام دهند و حتی راه را برای ایمپلنت‌های بالینی و درمان بیماران مبتلا به اختلالات عصبی هموار کنند.

کنترل فعالیت سلول های عصبی ستون فقرات با ایمپلنت جدید فوتوالکتریک

کاربرد و محدودیت های اپتوژنتیک

اپتوژنتیک یک روش پیشرفته است که به پژوهشگران اجازه می دهد عملکردهای داخلی سیستم عصبی را بررسی کنند. این رویکرد شامل استفاده از نور برای فعال کردن سلول‌های عصبی خاص است که از لحاظ ژنتیکی اصلاح شده‌اند و به پژوهشگران در شناسایی نقش و عملکرد آنها کمک می‌کند. اما شیوه انجام آن در حال حاضر دشوار است زیرا منبع نور بخشی از تجهیزات ثابت است، به این معنی که حیوانات تحت آزمایش باید هنگام انجام این روش در یک مکان ثابت بمانند.

درواقع حیوانات به طور طبیعی حرکت و رفتار نمی‌کنند. در نتیجه نتایج بدست آمده و کاربرد بالینی این روش محدود می‌شود. پژوهشگران سوئیسی با طراحی یک ایمپلنت فوتوالکتریک بی‌سیم که به حیوانات اجازه می‌دهد آزادانه حرکت کنند، بر این مشکل غلبه کردند. این دستگاه به اندازه کافی کوچک و انعطاف‌پذیر است و می‌تواند در میان مهره‌ها و روی نخاع قرار گیرد.

Stephanie Lacour، در این باره می‌گوید: «ما راهی برای قرار دادن LEDهای مینیاتوری در ایمپلنت منعطف پیدا کردیم که نازک و در عین حال محکم است و می‌توان آن را در زیر مهره‌ها و روی سطح نخاع موش در همه قسمت کمری قرار داد. سپس ما با همکاران خود در ETH زوریخ برای ایجاد یک مدار الکترونیکی بی‌سیم کار کردیم که می‌تواند برای روشن کردن یک یا چند LED و کنترل مدت و شدت نور ساطع شده با دقت بسیار بالا مورد استفاده قرار گیرد. سرانجام، از طریق یک سامانه جاسازی شده سفارشی روی تراشه، می‌توان پالس‌های نور را به طور طبیعی مدیریت کرد. برای نمونه در پاسخ به فعالیت عضلانی یا برخی سیگنال‌های فیزیولوژیکی دیگر».

کنترل فعالیت سلول های عصبی ستون فقرات با ایمپلنت جدید فوتوالکتریک

در مسیر درمان‌های جدید

این فناوری، اپتوژنتیک را کمی به واقعیت بالینی نزدیک می‌کند. در عین حال، این ایمپلنت بی‌سیم به گروه سوئیسی اجازه می‌دهد فعالیت‌های عصبی را در محیط طبیعی بررسی کنند. اکنون می‌توان موش‌ها را در حال حرکت آزادانه مشاهده کرده و نقشی که نورون‌ها در حرکات پیچیده ایفا می‌کنند مانند راه رفتن و شنا در محیط زیست طبیعی را بررسی کنیم.

این کشف، توسعه برنامه‌های درمانی جدید برای اپتوژنتیک را تقویت می‌کند. توانایی تحریک یا مهار نورون‌های خاص نخاع با استفاده از پالس‌های نوری در نهایت به پزشکان اجازه می‌دهد تا درد را کاهش دهند، عملکردهای ارادی بدن را بهبود بخشیده و حتی فلجی را درمان کنند. شاید هنوز راه درازی برای استفاده بالینی از این ایمپلنت‌ها باقی مانده باشد اما پژوهشگران اطمینان دارند که نسخه‌ای از این ایمپلنت در آینده‌ی نه چندان دور برای بیماران انسانی در دسترس خواهد بود.


بیشتر بخوانیم:

>> چگونه میتوان پس از آسیب نخاعی دوباره راه رفت: روشهای درمانی و تجربه ها

>> درمان آسیب نخاعی


منبع: news.epfl.ch

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *