اعصابی

تحریک عصبی یک تکنولوژی در حال توسعه است که اثرات درمانی مفید در اختلالات عصبی مانند بیماری Parkinson's دارد . در حالی که بسیاری از پیشرفت‌ها صورت‌گرفته است ، این افراد در طول زمان دچار استهلاک می‌شوند و باعث ایجاد زخم در بافت عصبی می‌شوند . در یک مقاله اخیرا ً منتشر شده ، دانشگاه of Takashi D . Y . Kozai یک روش تهاجمی کم‌تر تهاجمی را نشان می‌دهد که از الکترود untethered ultrasmall که بوسیله نور فعال می‌شود ، استفاده می‌کند ، تکنیکی که ممکن است باعث کاهش خسارت ناشی از روش‌های فعلی شود .

Kozai ، استادیار مهندسی در مدرسه مهندسی Pitt's سوانسون ، گفت : " به طور معمول ، تحریک عصبی به منظور حفظ ارتباط بین ذهن و ماشین ، یک کابل transcutaneous از الکترود کاشته‌شده در داخل مغز به کنترل‌کننده خارج از بدن وجود دارد . ما امیدواریم که با جایگزین کردن این کابل بزرگ با نور طول‌موج بلند و یک الکترود ultrasmall ، برخی از آسیب‌ها را کاهش دهیم ."

Kaylene Stocking ، یکی از bioengineering ارشد مهندسی کامپیوتر و دانشجوی مهندسی کامپیوتر ، اولین مولف در این مقاله با عنوان " تحریک عصبی مصنوعی با untethered ، الکترودهای کربن carbon با واسطه اثر فوتوالکتریک می‌باشد " - - روش مصنوعی - برای بررسی این که چگونه محققان می‌توانند طول عمر فن‌آوری ایمپلنت را بهبود بخشند . این کار با هم‌کاری آلبرتو Vasquez ، دانشیار تحقیقاتی رادیولوژی و bioengineering در پیت انجام شد .

اثر فوتوالکتریک زمانی است که یک ذره نور یا یک فوتون به یک شی برخورد می‌کند و باعث تغییر موضعی در پتانسیل الکتریکی می‌شود . گروه Kozai's مزایای خود را در حین انجام تحقیقات تصویربرداری دیگر کشف کرد . براساس انتشار سال ۱۹۰۵ در این اثر ، آن‌ها انتظار داشتند که photocurrents الکتریکی را فقط در طول‌موج‌های فرابنفش ( فوتون‌های پرانرژی (انرژی بالا ) ببینند ، اما آن‌ها چیزی متفاوت را تجربه کردند .

Kozai توضیح داد : " هنگامی که اثر فوتوالکتریک با استفاده از یک لیزر مادون‌قرمز نزدیک ( فوتون‌های دارای انرژی پایین ) ضبط شد ، ما کمی متعجب شدیم " و معلوم شد که معادله اصلی باید به منظور توضیح این نتیجه اصلاح شود . ما استراتژی‌های متعددی را برای حذف این آرتیفکت چشمک‌زن امتحان کردیم ، اما در هر تلاشی ناموفق بودیم ، بنابراین ما " اشکال " را به یک ویژگی تبدیل کردیم . "

Stocking گفت : " گروه ما تصمیم گرفتند از این ویژگی اثر فوتوالکتریک به نفع خود در تحریک عصبی استفاده کنند . ما از تغییر پتانسیل الکتریکی با یک لیزر مادون‌قرمز نزدیک برای فعال کردن یک الکترود untethered در مغز استفاده کردیم ."

آزمایشگاه یک ایمپلنت با فیبر کربن ایجاد کرد که قطر آن ۷ - ۸ میکرون یا تقریبا ً اندازه یک نورون ( ۱۷ - ۲۷ میکرون ) است و Stocking روش خود را در یک مغز خیالی با استفاده از یک میکروسکوپ دو فوتون شبیه‌سازی کرد . او این ویژگی‌ها را اندازه‌گیری کرد و اثرات آن را آنالیز کرد تا ببیند آیا پتانسیل الکتریکی اثر فوتوالکتریک ، سلول‌ها را به روشی مشابه تحریک عصبی سنتی تحریک می‌کند یا نه.

Stocking گفت : " ما کشف کردیم که photostimulation موثر است ، افزایش دما قابل‌توجه نیست ، که شانس آسیب گرما را کاهش می‌دهد و سلول‌های فعال شده به الکترود نزدیک‌تر هستند تا تحریک الکتریکی تحت شرایط مشابه ، که نشان‌دهنده افزایش دقت فضایی است ."

Kozai می‌گوید : " چیزی که ما انتظار داریم مشاهده کنیم این بود که این روش فوتوالکتریک به ما اجازه می‌دهد تا جمعیت گسسته و متفاوتی از نورون‌ها را تحریک کنیم تا بتوان با تحریک الکتریکی به دست آورد ."

منبع سایت علم روز