الکترود‌هایی که در مغز موجودات زنده رشد می‌کنند!

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، بیوالکترونیک یک رشته پزشکی در حال رشد است، اما ممکن است یک جهش بزرگ رو به جلو داشته باشد. امروز دانشمندان موفق شدند الکترود‌ها را در بافت زنده رشد دهند و راه را برای مدار‌های الکترونیکی کاملاً یکپارچه برای درمان اختلالات عصبی هموار کنند.

اتصال الکترونیک به بافت بیولوژیکی برای درک عملکرد‌های پیچیده بیولوژیکی، مبارزه با بیماری‌ها در مغز، و ایجاد رابط‌های آینده بین انسان و ماشین مهم است. با این حال، بیوالکترونیک معمولی، که به موازات صنعت نیمه هادی‌ها توسعه یافته است، دارای طراحی ثابت و ایستا است که ترکیب آن با سیستم‌های سیگنال بیولوژیکی زنده، اگر نگوییم غیرممکن، دشوار است.
برای پر کردن این شکاف بین زیست شناسی و فناوری، محققان روشی را برای ایجاد مواد نرم، بدون بستر و رسانای الکترونیکی در بافت زنده ایجاد کرده اند.

دانشمندان دانشگاه‌های لینشوپینگ، لوند و گوتنبرگ در سوئد الکترودهایی در بافت زنده ساخته اند که با کمک مولکول های بدن فعال می شوند. این گروه نخستین محققانی هستند که به طور موفقیت آمیز بدون نیاز به سیگنال های خارجی یا اصلاح ژن ها چنین فعالیتی انجام می دهند.

در آزمایش هایی که در دانشگاه لوند انجام شد، یک ژل حاوی آنزیم هایی به نام «مولکول های مونتاژ» به گورخر ماهی و زالوهای پزشکی تزریق شد. پس از آن محققان شاهد تشکیل الکترودها در مغز، قلب و دم گورخر ماهی و همچنین اطراف بافت عصبی زالو ها بودند. این حیوانات در نتیجه تزریق ژل آسیبی ندیدند و الکترودها نیز روی آنها تاثیر منفی نداشتند.

راجر اولسون، استاد دانشکده پزشکی دانشگاه لوند در این باره می گوید: با ایجاد تغییرات هوشمند در شیمی، می توان الکترودهایی ساخت که بافت مغز و سیستم ایمنی آنها را قبول کرد. گورخر ماهی یک مدل ایده آل برای مطالعه الکترودهای ارگانیک در مغز است.

به طور کلی، اشیاء کاشته شده برای راه اندازی مدارهای الکتریکی در بدن مورد نیاز هستند. جای تعجب نیست که تیم چندین سال طول کشید تا این ژل را بسازند که برای موفقیت در سلول های حیوانی به ساختار و اجزای مناسب نیاز داشت.

استراکوساس، محقق دکترا در آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک (LOE)، دانشگاه لینکوپینگ در این باره می گوید: تماس با مواد بدن، ساختار ژل را تغییر می دهد و آن را رسانای الکتریکی می کند. بسته به بافت، می توانیم ترکیب ژل را نیز تنظیم کنیم تا فرآیند الکتریکی انجام شود.

تماس با مواد بدن ساختار ژل را تغییر می دهد و آن را از لحاظ الکتریکی رسانا می کند، حال آنکه ژل قبل از تزریق رسانا نبوده است. باتوجه به نوع بافت می توان ترکیب ژل را تغییر داد تا فرایند الکتریکی انجام شود.

اگرچه ممکن است در حال حاضر همه چیز مانند فیلم های علمی تخیلی به نظر برسد، اما محققان بر این باورند که این مسیر مطالعه در دراز مدت شاهد مدارهای کاملاً یکپارچه در بدن انسان خواهد بود - چیزی که می تواند روش درمان های عصبی را متحول کند. همچنین دانشمندان اذعان می‌کند که «تعداد زیادی از مشکلات برای حل وجود دارد»، اما این مطالعه دیدگاه جدیدی در مورد بیوالکترونیک ارائه می‌کند.

این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.