ایسنا/ پژوهشگران دانشگاه هاروارد روشی تازه برای کاشت دستگاه‌های زیستی-الکترونیکی انعطاف‌پذیر در جنین‌های قورباغه، موش و مارمولک ابداع کرده‌اند؛ روشی که امکان پایش فعالیت مغز در حین رشد این موجودات را فراهم می‌کند.

دکتر جیا لیو، استاد مهندسی زیستی و از همکاران این پژوهش است. او درباره این تحقیقات توضیح می‌دهد: اوتیسم، اختلال دوقطبی و اسکیزوفرنی همه این‌ها ممکن است در مراحل اولیه رشد مغز رخ دهند. ولی ما تاکنون هیچ راهی برای اندازه‌گیری فعالیت عصبی در این مراحل نداشته‌ایم. فناوری ما راه را به روی منطقه‌ای ناشناخته باز می‌کند.

در واقع، این نخستین باری است که پژوهشگران می‌توانند فعالیت عصبی در سراسر مغز یک موجود زنده را، از سطح تک‌سلول‌ها تا مراحل پیشرفته‌تر رشد، دنبال کنند.

این دستاورد مهندسی زیستی در مقاله‌ای که هفته گذشته در نشریه نیچر منتشر شد، توصیف شده است. محققان در این پژوهش، آرایه‌ای از الکترودهای انعطاف‌پذیر و زیست‌سازگار را که سال‌ها در حال توسعه آن بوده‌اند درون سلول‌های بنیادی «صفحه عصبی» جنین قورباغه کاشتند که ساختاری دوبعدی از سلول‌ها است که در نهایت تا خورده و به مغز و نخاع تبدیل می‌شود.

این الکترونیک‌ها در ماده‌ای فوق‌العاده نرم به نام الاستومر فلوئوردار کاشته شده‌اند. کل ایمپلنت کمتر از یک میکرومتر ضخامت دارد. این شبکه الکترودی کم‌کم کش می‌آید و در مغز پخش می‌شود، بدون اینکه آسیبی به بافت عصبی وارد کند یا عملکرد مغز را مختل سازد.

این روش بسیار پیشرفته‌تر از شیوه‌های پیشین کاشت الکترود است که باعث آسیب عصبی می‌شدند. ایمپلنت جدید نه‌تنها نرم‌تر از الکترونیک‌های انعطاف‌پذیر متداول است، بلکه تعداد زیادی الکترود را در خود جای می‌دهد، آسیب‌ها را به حداقل می‌رساند و برای مدت طولانی در بدن دوام می‌آورد.

در آزمایش‌هایی که روی قورباغه‌ها انجام شد، مشخص شد که در مراحل ابتدایی رشد، فعالیت عصبی در سراسر مغز آهسته و هماهنگ است. اما در مراحل بعدی، بخش‌های مختلف مغز به‌تدریج شروع به فعالیت سریع‌تر و متمایزتر کردند.

در مورد گونه‌ای از سمندرها که تقریبا می‌توانند هر بخش از بدن‌شان را بازسازی کنند، ایمپلنت‌ها نشان دادند که وقتی دم حیوان بریده می‌شود و بدن مشغول بازسازی آن است، فعالیت مغزی به شکل چشمگیری افزایش می‌یابد.

دکتر لیو می‌گوید: این نشان می‌دهد که شاید مغز در فرایند بازسازی نقش ایفا می‌کند. اگر بتوانیم دستگاه عصبی مرکزی را برای تقویت این نوع بهبود یا ترمیم، تحریک کنیم، واقعا هیجان‌انگیز خواهد بود.

این گروه پژوهشی همچنین موفق شدند ایمپلنت‌هایی را در جنین‌های موش و نوزادان موش صحرایی قرار دهند و فعالیت مغزی آن‌ها را نیز ثبت کنند.

این روش در آینده می‌تواند نقش کلیدی در درک بهتر ما از اختلالات عصبی-رشدی ایفا کند. همچنین یافته‌های مربوط به سمندرها دریچه‌ای تازه به سوی ایده کنترل دستگاه عصبی مرکزی برای تقویت ترمیم بافت‌ها باز کرده است.