نجح العلماء في تطوير أقطاب دماغية أكثر مرونة تقلل من تلف الأنسجة بينما تتلقى إشارات واضحة من الدماغ
[ترجمة د.نحماني موشيه]
يتم إدخال أقطاب كهربائية في الدماغ لتسجيل وقياس النشاط العصبي داخله، ويمكن أن تساعد في علاج الأمراض العصبية مثل مرض باركنسون والصرع. ويركز الاهتمام البحثي المتزايد أيضًا على تطوير واجهات أكثر كفاءة بين الدماغ والآلة، حيث يمكن للأقطاب الكهربائية التحكم في الأطراف الاصطناعية. يتأخر التقدم في هذه المجالات بسبب القيود المفروضة على الأقطاب الكهربائية، والتي تكون صلبة جدًا وقد تسبب ضررًا لأنسجة المخ.
إن تطوير أقطاب كهربائية أصغر وأدق لا تزال قادرة على قياس الإشارات الواردة من الدماغ يشكل تحديا في ضوء حقيقة أن إشارات الدماغ ضعيفة للغاية. عادة، كلما كان القطب الكهربائي أصغر، كلما كان من الصعب عليه تحديد موقع الإشارة في الدماغ. وفي الوقت نفسه، تمكن فريق من الباحثين من كوريا من تطوير أجهزة كشف صغيرة ومرنة، قادرة على قياس إشارات الدماغ.
يتكون الكاشف الجديد من قطب كهربائي يقيس الإشارات الصادرة من الدماغ. تمر الإشارة نفسها عبر قناة اتصال مشتركة إلى الموصل، الذي يحول الإشارة إلى الأجهزة التي تقيس الإشارات وتحللها. يعتمد القطب على ركيزة من طبقة ذهبية رقيقة. وترتبط أسلاك أكسيد الزنك النانوية بهذه الطبقة، وهي مغلفة بطبقة رقيقة من الذهب، بالإضافة إلى طبقة من بوليمر موصل للكهرباء يسمى PEDOT. يؤدي الجمع بين هذه المواد إلى زيادة مساحة السطح الفعالة للكاشف، والتوصيل الكهربائي وقوة القطب، مع الحفاظ على المرونة والتوافق مع الأنسجة الرخوة. يتيح استخدام الأسلاك النانوية الصغيرة للباحثين تصميم قطب كهربائي أصغر يحافظ على نفس مساحة السطح الفعالة مثل القطب المسطح الأكبر. وهذا يعني أنه يمكن جعل القطب أصغر حجمًا دون تقليل قدرة قياس الإشارة. المفصل نفسه مصنوع من خليط من الجرافين والذهب. الجرافين مادة مرنة ويعمل الذهب كموصل ممتاز. اختبر الباحثون كاشفهم الجديد ووجدوا أن إشارات دماغ الجرذ تم قياسها بوضوح، وهو أفضل بكثير من القطب الذهبي المسطح القياسي.
وأوضح الباحثون في مقالتهم التي نشرت منذ فترة طويلة في مجلة "إن مجموعتنا من الأقطاب الكهربائية المعتمدة على الجرافين والأسلاك النانوية يمكن أن تكون مفيدة للغاية في مجالات مراقبة وقياس وظائف الجهاز العصبي، أو في نقل الإشارات الكهربائية إلى الدماغ". المجلة العلمية ACS المواد التطبيقية واجهات. الكاشف مطلوب لإجراء تجارب سريرية إضافية من أجل توزيعه على المستوى التجاري. ويهتم الباحثون أيضًا بتطوير نسخة لاسلكية تجعل الجهاز مناسبًا للاستخدام في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
