کاوشگر عمقی مغز می تواند مغز موش را بدون ایمپلنت جراحی بخواند

به موش‌ها یک کاوشگر کوچک و فوق انعطاف‌پذیر تزریق شده است که فعالیت را در اعماق مغز آنها ثبت می‌کند و نیاز به ایمپلنت جراحی را دور می‌زند. این فناوری روزی می تواند راهی موثر و کم تهاجمی برای نظارت و درمان شرایط مغزی در افراد ارائه دهد.

رابط‌های مغز و ماشین (BMI) دستگاه‌هایی هستند که در مغز کاشته می‌شوند تا سیگنال‌های الکتریکی آن را ضبط کرده و به رایانه ارسال کنند. آنها همچنین می توانند برای تحریک عمیق مغز استفاده شوند، که در آن الکترودها تکانه های الکتریکی را برای تنظیم تکانه های غیر طبیعی تولید می کنند. چارلز لیبر، استاد بازنشسته دانشگاه هاروارد، می گوید BMI در تحقیقات علوم اعصاب و درمان بیماری های عصبی مانند بیماری پارکینسون نقش اساسی داشته است.

برخی BMI ها از حسگرهایی استفاده می کنند که روی پوست سر قرار می گیرند، اما وضوح ضبط آنها ضعیف است زیرا جمجمه سیگنال های الکتریکی مغز را کاهش می دهد. برای اندازه‌گیری دقیق‌تر فعالیت در عمق مغز، می‌توان الکترودها را از طریق جراحی جمجمه باز کاشت.

اکنون، لیبر و همکارانش یک BMI ایجاد کرده‌اند که ممکن است بر تعادل بین یک روش بسیار تهاجمی و وضوح کم غلبه کند.

رگ‌های خونی مغز در چند میکرومتر دورتر از نورون‌های آن قرار دارند و به مکانی مفید برای نظارت بر فعالیت مغز تبدیل می‌شوند. برای ایجاد دستگاهی که می تواند از طریق رگ های خونی میکروسکوپی و پیچ در پیچ حرکت کند، این تیم از یک پلیمر انعطاف پذیر برای ساختن یک کاوشگر مشبک به طول 7 سانتی متر استفاده کردند. 16 الکترود

پس از ایجاد یک برش کوچک در گردن گروهی از موش‌ها، این تیم با استفاده از یک کاتتر به عرض 10 میکرومتر، کاوشگر را به سمت پایه مغز حیوانات هدایت کردند. پس از وارد شدن به رگ خونی، کاوشگر منبسط شد و به دیواره رگ چسبید و به الکترودهای آن اجازه داد سیگنال‌های نورون‌های مجاور را دریافت کنند.

با تغییر عرض کاتتر، محققان می‌توانند کاوشگر را در طیف وسیعی از رگ‌های خونی مختلف قرار دهند، بدون اینکه موش‌ها عوارض جانبی قابل توجهی را تجربه کنند.

لیبر می‌گوید از آنجایی که پروب فقط کوچک است و یک نمونه اولیه است، در مقایسه با حدود 1000 الکترود در برخی از ایمپلنت‌های جراحی، حاوی نسبتاً کمی الکترود است. او می گوید که می توان تعداد الکترودها را افزایش داد تا دقت آن بهبود یابد، اما احتمالاً این دستگاه به تنهایی هنگام نظارت بر فعالیت و شرایط مغز مورد استفاده قرار نخواهد گرفت.

این تیم اکنون امیدوار است که این فناوری را در افراد آزمایش کند، جایی که در نهایت می‌توان از آن برای بیماری‌هایی مانند صرع و بیماری پارکینسون استفاده کرد. لیبر می گوید، اما اثبات ایمنی و اثربخشی کاوشگر در افراد زمان می برد.

سلمان قاسم از دانشکده پزشکی ایکان در کوه سینا در نیویورک می‌گوید: این مطالعه می‌تواند به عنوان نقطه پرشی برای قرار دادن ایمپلنت‌های کم تهاجمی در رگ‌های خونی باشد که امکان دسترسی به مناطق مغز با آرایش‌های کوچک و پیچیده رگ‌های خونی را فراهم می‌کند.