پژوهشگران آمریکایی سعی دارند با کمک یک فناوری بی سیم، به بازیابی بینایی در افراد نابینا کمک کنند.
یک گروه پژوهشی به سرپرستی مهندسان “دانشگاه رایس”(Rice University) آمریکا، نوعی فناوری بی سیم ابداع کرده اند که می تواند مدارهای مغزی خاصی را در مگس های میوه در عرض یک ثانیه فعال کند.
این گروه پژوهشی متشکل از پژوهشگران دانشگاه رایس، “دانشگاه دوک”(Duke University)، “دانشگاه براون”(Brown University) و “کالج پزشکی بیلور”(BCM)، از سیگنال های مغناطیسی برای فعال کردن نورون های هدفمند استفاده کردند که موقعیت بدن مگس های میوه را که آزادانه در حال حرکت هستند، در یک محفظه کنترل می کردند.
“جیکوب رابینسون”(Jacob Robinson)، دانشیار مهندسی برق و رایانه دانشگاه رایس و از اعضای این گروه پژوهشی گفت: برای بررسی مغز یا درمان اختلالات عصبی، جامعه علمی به دنبال فناوری هایی است که هم فوق العاده دقیق و هم کمتر تهاجمی باشند.
وی افزود: کنترل از راه دور مدارهای عصبی منتخب با کمک میدان های مغناطیسی، یک هدف بزرگ برای فناوری های عصبی به شمار می رود. پژوهش ما، گام مهمی را به سوی این هدف برمی دارد زیرا سرعت کنترل مغناطیسی از راه دور را افزایش می دهد و آن را به سرعت طبیعی مغز نزدیک تر می کند.
رابینسون خاطرنشان کرد که این فناوری جدید، مدارهای عصبی را حدود ۵۰ برابر سریع تر از بهترین فناوری های پیشین برای تحریک مغناطیسی نورون های ژنتیکی فعال می کند.
وی افزود: ما در این کار پیشرفت کردیم زیرا “چارلز سبستا”(Charles Sebesta)، پژوهشگر ارشد این پروژه، ایده استفاده از یک کانال یونی جدید را داشت که نسبت به سرعت تغییر دما، حساس بود.
رابینسون ادامه داد: ما با گرد هم آوردن متخصصان مهندسی ژنتیک، نانوفناوری و مهندسی برق توانستیم تمام قطعات این پازل را کنار هم قرار دهیم و ثابت کنیم که این ایده کارآیی دارد. این پژوهش، نتیجه تلاش گروهی از دانشمندان در سطح جهانی بود که ما آنقدر خوش شانس بودیم تا با آنها کار کنیم.
پژوهشگران از مهندسی ژنتیک برای بیان یک کانال یونی حساس به گرما در نورون ها استفاده کردند که باعث می شود مگس ها تا اندازه ای بال های خود را باز کنند. این یک حرکت جفت گیری رایج است.
سپس پژوهشگران، نانوذرات مغناطیسی را تزریق کردند که می توان آنها را با اعمال یک میدان مغناطیسی گرم کرد. یک دوربین که بالای سر مگس ها نصب شده بود، از آنها در حالی که آزادانه در اطراف محفظه ای در بالای آهن ربای الکتریکی پرسه می زدند، فیلم برداری می کرد. با تغییر میدان آهن ربا به روشی مشخص، پژوهشگران توانستند نانوذرات را گرم کنند و نورون ها را فعال سازند.
تجزیه و تحلیل ویدئوی آزمایش ها نشان داد که مگس ها با تغییرات ژنتیکی، باز کردن بال را حدود نیم ثانیه پس از تغییر میدان مغناطیسی آغاز کردند.
رابینسون گفت: توانایی فعال سازی ژنتیکی سلول های مورد نظر در زمان های دقیق می تواند روشی قوی برای مطالعه مغز، درمان بیماری ها و توسعه فناوری ارتباط مستقیم مغز و ماشین باشد.
رابینسون، پژوهشگر ارشد پروژه موسوم به “MOANA” است؛ یک پروژه بلندپروازانه برای توسعه فناوری هدست با هدف برقراری ارتباط مغز به مغز بدون جراحی و به صورت بی سیم. پروژه MOANA، مخفف عبارت “دسترسی عصبی مغناطیسی، نوری و صوتی”(magnetic, optical and acoustic neural access) است که توسط “آژانس پروژه های پژوهشی پیشرفته دفاعی آمریکا” یا “دارپا”(DARPA) برای توسعه فناوری هدستی آغاز شده که هم می تواند فعالیت های عصبی را در قشر بینایی یک فرد بخواند یا رمزگشایی کند و هم فعالیت مغز یک شخص دیگر را بنویسد یا رمزگذاری کند.
گروه رابینسون در حال کار کردن با هدف بازگرداندن نسبی بینایی به بیماران نابینا هستند. پژوهشگران پروژه MOANA امیدوارند که با تحریک بخش هایی از مغز که مرتبط با بینایی هستند، حس بینایی را به بیماران بدهند؛ حتی اگر چشم های آنها دیگر کار نکنند.
رابینسون اضافه کرد: هدف بلندمدت این پژوهش، ایجاد روش هایی برای فعال کردن مناطق خاصی از مغز در انسان است که اهداف درمانی را بدون نیاز به عمل جراحی دنبال می کنند. برای رسیدن به دقت طبیعی مغز، احتمالا نیاز داریم که پاسخی را تا چند صدم ثانیه دریافت کنیم؛ بنابراین هنوز راه هایی در پیش است.
این پژوهش، در مجله “Nature Materials” به چاپ رسید.
منبع: ایسنا.