معرفی جایگزینی برای بافت نخاعی آسیب‌دیده

معمولا پس از آسیب های نخاعی، فرد بسته به میزان آسیب، توانایی های مختلفی حرکتی خود را از دست می دهد. تحقیقات جدید راهی برای بازیابی توانایی های حرکتی این افراد یافته اند.

هنگامی که افراد دچار آسیب های نخاعی می شوند و توانایی حرکتی در اندام های خود را از دست می دهند، این امر در واقع یک مشکل روند پردازش سیگنال های عصبی است. سلول های مغزی همچنان می توانند تکانه های الکتریکی واضحی ارسال کرده و اندام ها همچنان قادر به دریافت آن هستند اما این سیگنال ها در نخاع آسیب دیده گم می شوند.

مرکز مهندسی عصبی حسی ـ حرکتی(CSNE) با همکاری دانشگاه سن دیگو، دانشگاه واشنگتن و موسسه فناوری ماساچوست، در حال کار بر روی یک چیپ مغزی هستند که می تواند سیگنال های الکتریکی عصبی را ثبت کرده و آن‌ها را به گیرنده اعضای حرکتی منتقل کند و به این ترتیب، آسیب را دور بزند.

اخیرا این محققین یک مطالعه منتشر کرده اند که یک پیشرفت در فناوری را نشان می دهد و قادر است سیگنال های پایاتر، واضح تر و قوی تری در بدن ایجاد کند.

این فناوری با عنوان اتصال مغز ـ کامپیوتر، سیگنال ها را ثبت و با کمک الکترودها منتقل می‌کند. الکترودها، قطعات کوچکی هستند که سیگنال ها را از مواد شیمیایی مغز تحت عنوان انتقال دهنده های عصبی می خوانند. با ثبت سیگنال ها در لحظه ای که شخص قصد حرکت دارد، این اتصال متوجه الگوی سیگنال های مربوطه شده و آن را به اعضا و یا حتی اعضای مصنوعی منتقل می کند و به این ترتیب حرکت را به فرد باز می گرداند.

مواد فعلی این الکترودها در این دستگاه یک ورق نازک پلاتین است. مشکل اینجاست که این الکترودها ممکن است در طی زمان خراب شوند. سپس الکترودهایی از جنس کربن شیشه ای ساخته شد. این مواد ۱۰ برابر نرم تر از پلاتین هستند و در طی زمان و تحت شبیه سازی الکتریکی دوام بیشتری دارند. کربن شیشه ای برای خواندن انتقال دهنده های عصبی بسیار بهتر عمل می‌کند و سیگنال واضح تر است.

الکترودهای کربن شیشه ای در SDSU ساخته شده اند. این روند شامل الگودهی به پلیمر مایع می شود تا به شکل صحیح در آید، سپس تا ۱۰۰۰ درجه سلسیوس گرما داده می شود تا به حالت شیشه ای و رسانای الکتریکی در آید. پس از اینکه الکترودها پخته و سرد شدند، در چیپ هایی ادغام می شوند که سیگنال ها را از مغز خوانده و به اعصاب منتقل می‌کنند.

محققین در آزمایشگاه Kassegne در حال استفاده از این اتصال مغز ـ کامپیوتر هستند تا سیگنال های عصبی را هم‌زمان از قشر مغز و داخل مغز دریافت کنند.

یکی از محققین می‌گوید "اگر شما از بخش های عمیق تر مغز اطلاعات را ثبت کنید، قادر خواهید بود از سلول های عصبی پیام دریافت کنید. در قشر مغز شما از خوشه ها  سیگنال دریافت خواهید کرد. این ترکیب به شما یک درک بهتر از سیگنال‌های پیچیده مغز می دهد.”

میکو هیرابایاشی، دانشجوی دکتری آزمایشگاه  Kassegne در حال کار بر روی استفاده های دیگر این فناوری است. این خانم مشغول آزمایش بر روی موش هاست تا بفهمد این تحریکات الکتریکی آیا باعث رشد نورون های جدید در نخاع می شود یا خیر. امید است که این تحریکات باعث رشد سلول های جدید و جایگزینی بافت نخاعی آسیب دیده در انسان شوند. الکترودهای جدید کربن شیشه ای به وی اجازه ایجاد تحریک، خواندن سیگنال های الکتریکی  و شناسایی بهتر حضور انتقال دهنده های عصبی در نخاع را می دهند.