پزشکی و سلامت ,علمی، پژوهشی و فناوری

مطالعه بیماری‌های عصبی با گل الکترونیکی آسان می‌شود

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : محققان دانشگاه اکول پلی تکنیک فدرال لوزان در سوئیس، این دستگاه کوچک فعالیت عصبی را «e-Flower» «گل الکترونیکی» نام گذاری کرده اند که قابلیت بسیار زیادی برای درک نحوه عملکرد مغز انسان دارد.

«استفانی لاکور» «Stéphanie Lacour» نویسنده ارشد و مجری این تحقیقات گفت: «گل الکترونیکی به ما امکان می‌دهد فعالیت‌های عصبی را از سطح بسیار بیشتری از اسفروئید‌های عصبی به طور بلادرنگ ثبت کنیم، کاری که با ابزار‌های قبلی امکان پذیر نبود. فناوری انعطاف پذیر ما، امکان ضبط دقیق و بدون آسیب دیدگی مدل‌های عصبی سه بعدی را فراهم کرده و درک بهتری از نحوه کار مدار‌های پیچیده آنها به ما ارائه می‌دهد.»

اسفروئید‌های عصبی، خوشه‌های سه بعدی پیشرفته‌ای از سلول‌های مغزی هستند که به عنوان مدل‌هایی برای مطالعه مغز انسان استفاده می‌شوند. این ساختار‌های مینیاتوری برخی از عملکرد‌های کلیدی بافت مغز را تکرار کرده و آنها را به ابزار‌های ارزشمندی برای درک شبکه‌های عصبی تبدیل می‌کند. 

ابزار گل شکل منحصر به فرد
 
در مقایسه با ارگانوئیدها، اسفروئید‌های عصبی ساختار‌های ساده تری هستند که حاوی انواع سلول‌ها بوده و عملکرد مغز را بهتر تقلید می‌کنند.

گل الکترونیکی یک آرایه میکروالکترودی سه بعدی است که برای اندازه گیری فعالیت الکتریکی اسفروئید‌های عصبی طراحی شده.

«الئونورا مارتینلی» «said Eleonora Martinelli» یکی دیگر از مجریان این طرح می‌گوید: «ما برای این مطالعه بر روی اسفروئید‌های عصبی تمرکز کردیم چرا که مدل ساده و قابل دسترس تری عرضه می‌کنند.»

وی افزود: «اسفروئید‌ها به راحتی در آزمایشگاه ساخته و اصلاح می‌شوند ویژگی که آنها را برای تحقیقات اولیه ایده آل می‌کند. با این حال، هدف نهایی استفاده از گل الکترونیکی برای ارگانوئید‌های مغزی، ارائه نمایش دقیق تری از رشد و اختلالات مغزی است.»

لاکور نیز اظهار داشت: «ارگانوئید‌ها یک رابط هیجان انگیز برای تحقیقات علوم اعصاب و همچنین برای نسل بعدی فناوری عصبی هستند و شکاف بین مدل‌های آزمایشگاهی ساده شده و پیچیدگی‌های مغز انسان را پر می‌کنند. پروژه گل الکترونیکی ما گام مهمی در جهت کشف این مدل‌های سه بعدی است.»

گلبرگ‌های انعطاف پذیر

این گل الکترونیکی از چهار گلبرگ انعطاف پذیر از جنس الکترود‌های پلاتین ساخته شده است. طراحی منحصر به فردش، به آن اجازه می‌دهد تا به آرامی اطراف استروئید‌های عصبی بپیچد و سیگنال‌های الکتریکی شان را بدون آسیب رساندن به آنها ضبط کند.

وقتی این گلبرگ‌ها در معرض مایعی که از ساختار سلولی حمایت می‌کند قرار می‌گیرند، در اطراف اسفروئید پیچ می‌خورند. نیروی لازم برای این حرکت ظریف از انبساط یک هیدروژل نرم تامین می‌شود.

دانشمندان می‌توانند با گل الکترونیکی فعالیت عصبی را از سطح بسیار بیشتری از اسفروئید ثبت و ضبط کنند که می‌تواند تصویر کامل تری از نحوه عملکرد این مدار‌های پیچیده ارائه دهد.

گل الکترونیکی به گونه‌ای طراحی شده است که به خوبی با سیستم‌های الکتروفیزیولوژی موجود ادغام شده و در نتیجه کار را برای محققان آسان می‌کند تا بدون نیاز به تغییرات عمده یا تجهیزات اضافی، آنها را در آزمایش‌های خود بگنجانند. 

این پژوهشگران معتقدند هنگامی که این فناوری برای ارگانوئید‌ها اعمال شود، امکان ثبت فعالیت الکتریکی همه جانبه، درک بسیار جامع تری از فرآیند‌های مغز ارائه می‌دهد.»

پیش بینی می‌شود گل الکترونیکی به پیشرفت در درک رشد عصبی، بهبود آسیب مغزی و اختلالات عصبی کمک کند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Science Advances منتشر شده است.