ابداع یک تراشه مغزی جدید برای بیماران پارکینسون

یک ایمپلنت مغزی جدید طراحی شده است که هم می‌تواند سیگنال‌های مغزی را بخواند و هم تکانه‌های مغزی را تحریک کند.

به گزارش ایسنا، این تراشه نوید یک فناوری جدید از شرکت این‌برین نوروالکترونیکس(Inbrain Neuroelectronics) است که یک استارت‌آپ مستقر در بارسلون اسپانیا است.

این رابط مغز و رایانه(BCI) از ماده خاصی به نام گرافن برای ایجاد یک رابط با وضوح بالا با مغز استفاده می‌کند.

گرافن یک ماده دو بعدی است که فقط یک اتم ضخامت دارد، اما از فولاد سخت‌تر است. این ماده از اتم‌های کربن تشکیل شده است که در یک شبکه لانه زنبوری چیده شده‌اند و ویژگی‌های قابل توجه آن، آن را به یک تغییر دهنده بازی برای پیشرفت در رابط‌های مغزی نسل جدید تبدیل کرده است.

این شرکت می‌گوید این ایمپلنت مغزی می‌تواند به طور قابل توجهی برای بیماران پارکینسون مفید باشد و به زودی آزمایش آن روی اولین انسان را انجام خواهد داد.

تراشه گرافنی این‌برین

فناوری رابط مغز و رایانه به عنوان پلی بین مغز و دستگاه‌های خارجی مانند رایانه عمل می‌کند که با ضبط و تفسیر سیگنال‌های مغزی، درهایی را در تشخیص پزشکی و برقراری ارتباطات برای کسانی که محدودیت گفتار دارند و حتی کنترل تجهیزات خارجی مانند اندام‌های رباتیک را گشوده است.

شرکت این‌برین اشاره می‌کند که تقریباً ۳۰ درصد از جمعیت جهان تحت تأثیر اختلالات عصبی هستند و هدف این ابزار ابتکاری ارائه مزایای درمانی برای بیماران مبتلا به بیماری پارکینسون و سایر اختلالات عصبی بالقوه است.

کارولینا آگیلار مدیر عامل این شرکت به مشکلی در رابط‌های سنتی ساخته شده از فلز اشاره می‌کند و می‌گوید این فلزات پدیده‌ای به نام «واکنش‌های فارادی» را تجربه می‌کنند که باعث می‌شود سیگنال‌های الکتریکی به هم ریخته شوند و ارسال اطلاعات به مغز دشوار شود. این در حالی است که فناوری جدید گرافنی آنها از این موضوع جلوگیری می‌کند.

این‌برین این تراشه را به شکل یک ویفر با استفاده از تکنیک‌های نیمه‌رسانای استاندارد تولید می‌کند و آن را بسیار نازک در حد ۱۰ میکرومتر نگه می‌دارد. این تراشه با ویژگی‌های گرافنی ظریف از ۲۵ تا ۳۰۰ میکرومتر ساخته شده است که خواندن سیگنال‌های مغزی با وضوح بالا و تحریک را امکان‌پذیر می‌کند.

جالب اینجاست که این دستگاه جدید گرافنی توانایی تزریق ۲۰۰ بار شارژ بیشتر را بدون ایجاد واکنش فارادی دارد که ثبات را برای بیش از میلیون‌ها پالس تحریک برای درمان مغز ارائه می‌دهد.

اولین آزمایش انسانی

اولین آزمایش انسانی تراشه این‌برین در دانشگاه منچستر انگلیس انجام خواهد شد. این تراشه در یک جراحی تومور مغزی برای کمک به جراحان برای شناسایی بافت سرطانی با دقت میکرومتری استفاده خواهد شد که به جراحان اجازه می‌دهد تا تومور را حذف کنند و در عین حال مناطق سالم مغز را برای گفتار و شناخت صحیح حفظ کنند.

آگیلار می‌گوید: این تراشه در طول برداشتن تومور به گونه‌ای قرار می‌گیرد که بتواند سیگنال‌هایی را با وضوح بسیار بالا بخواند که به جراح می‌گوید کجا تومور وجود دارد و کجا تومور وجود ندارد.

آگیلار شروع اولین آزمایش انسانی را توضیح داد و اظهار داشت که این روشی سریع برای اثبات بی‌خطر بودن گرافن برای استفاده انسانی است.

این تراشه گرافنی جدید قبل از آزمایش انسانی تحت آزمایش زیست‌سازگاری دقیق روی حیوانات قرار گرفته است و در واقع مطالعات قبلی راه را برای آزمایش‌های انسانی ایمن آن هموار کرده‌اند.

اگرچه مطالعه پژوهشگران دانشگاه منچستر بر جراحی تومور مغزی متمرکز است، اما تراشه انقلابی Inbrain ممکن است در نهایت برای درمان پارکینسون استفاده شود.

برای این کار، تراشه به‌روزرسانی می‌شود تا در بخشی از مغز به نام مسیر نیگروستریاتال که حرکت را کنترل می‌کند، کار کند.

بر اساس گزارش‌ها، این تراشه می‌تواند سیگنال‌های مغز را برای اقداماتی مانند قدم برداشتن یا بالا بردن دست رمزگشایی کند. علاوه بر این، دقت آن در مقیاس میکرومتری به آن اجازه می‌دهد تا علائم پارکینسون مانند لرزش، سفتی و مشکلات راه رفتن را تشخیص دهد.

با شناسایی این شاخص‌ها، پزشکان قادر خواهند بود استراتژی‌های درمانی را به‌خوبی تنظیم کنند و کارایی آنها را برای هر بیمار بهینه کنند.