فراوری الکترود درون قشری برای تحریک مغز، ثبت فعالیت های عصبی مغز - مجله فازنما

دکتر کیومرث جلیلی مسئول این تیم تحقیقاتی گفت: این الکترود متشکل از دو لایه با پوشش فلزی است که این دو لایه می توانند بوسیله یک فیلم دیالکتریک از هم جدا شوند.

وی اضافه نمود: لایه پایینی این الکترودها تراک های هادی را تشکیل داده و لایه بالایی هم به عنوان حامل پدهای اتصالی و تحریک کننده عمل می نماید، بطوری که در این طراحی پدها و تراک ها می توانند از میان لایه دیالکتریک بوسیله راهگاه های مدفون به همدیگر متصل شوند.

محقق دانشکده مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی سهند و پژوهشکده مواد پلیمری تبریز خاطر نشان کرد: معماری مورد نظر روی قرص سیلیکون سخت و با استفاده از فرایند میکروفابریکیشن ایجاد شده و محصول حاصل دارای چهار ساق الکترودی به طول 9 میلیمتر با 16 سایت ثبت و تحریک کوچک (m 34 ((m 20) به ازای هر ساق (در مجموع 64 کانال ثبت) برای ثبت سیگنال های الکتروگرافیک جهت آشکارسازی و اصلاح رفتارهای عصبی با میزان استهلاک توانی پایین و در نتیجه قابلیت کاربردهای کلینیکی هستند.

جلیلی خاطر نشان کرد: یکی دیگر ازدستاوردهای مهم این کار توسعه تکنیک کنده کاری نوری به صورت پساآمایش با استفاده از پرتو لیزر فوق سریع جهت ایجاد الگوهای نانو/ میکرومتری بی ساخت (Unstructured) برای بهبود کارایی الکتریکی آرایه میکروالکترودی است و عملکرد الکترودها برای کاربردهای ثبت و تحریک در قالب آزمون های in vitro بر روی برش مغزی هیپوکامپوس انسانی کمیسازی و پتانسیل برانگیخته بطور موفقیت آمیزی ثبت شده است.

وی بیان کرد: نتایج آزمون های الکتریکی نشان داد که روش پساپردازش با حکاکی لیزر توانسته است به طور موفقیت آمیزی آمپدانس فصل مشترک الکترود-بافت را از مقدار متوسط M 3 تا k 30 در فرکانس Hz 100 کاهش داده که این مقدار به میزان حداقل 100 برابر کمتر از نتایج بدست آمده در نمونه های ساخته شده تجاری است.

این محقق ادامه داد: آرایه های الکترودی درون قشری نفوذی که به صورت طولی فعالیت های مغز را ثبت می نماید، ضمن اینکه ابزارهای بسیار قدرتمند برای تحقیقات پایه ای علوم اعصاب محسوب می شوند، در کاربردهای کلینیکی نیز ورود پیدا نموده اند.

به گفته وی، این نوع پروتزهای عصبی نقش بسیار مهمی در عملکرد سامانه های واسط عصبی داشته و بستر مناسبی را برای ثبت فعالیت های عصبی و میزان کردن رفتار آنها به وسیله تحریک الکتریکی فراهم می آورند.

عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز گفت: در حال حاضر، زمینه های نوظهور در جهان در علم ساخت پروتزهای عصبی متمرکز شده اند که در بین این روش ها، سودمندترین آنها نسل جدیدی از آرایه های میکروالکترودی (MEAs) نفوذی هستند که امکان دسترسی بی سابقه ای را به نورون های سیستم عصبی مرکزی (CNS) فراهم می آورند.

جلیلی افزود: این میکروالکترودها دارای نوک های فعالی هستندکه ابعاد آنها قابل مقایسه با اندازه نورون ها بوده (در حدود چند میکرون) و بنابراین می توانند به سیستم عصبی نفوذ نموده و دسترسی گزینشی به این نوع سلول ها را داشته باشند.

محقق دانشگاه صنعتی سهند تبریز اعلام کرد: این فناوری برای تحریک و ثبت سیگنال های عصبی مغزی با سطح بزرگ و تعداد بالایی از سایت های الکترودی و میدان و وضوح فضایی بهبودیافته به وسیله افزایش تعداد کانال ها به ازای هر الکترود و نیز عمق نفوذ با کاربردهای ثبت تک واحدی، چند واحدی و تحریک کارا، مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

جلیلی گفت: طرح ساخت میکروالکترود نفوذی تا به امروز با پیشرفت زیادی همراه است و بهره برداری از این پروژه، گام بسیار مهم در توسعه تحقیقات در حوزه علوم شناختی به حساب می آید.