به گزارش خبرنگار علمی و فناوری خبرگزاری برنا، دانشمندان MIT شیوه جدیدی برای تحریک مغز بدون نیاز به کاشت‌های تهاجمی یا تغییرات ژنتیکی ابداع کردند.
این روش با استفاده از نانودیسک‌های مغناطیسی نوین، امکان تحریک بخش‌های مختلف مغز را به شیوه‌ای کمتر تهاجمی فراهم می‌کند و می‌تواند به عنوان جایگزینی برای درمان‌های تحریکی بدون نیاز به کاشت‌های فیزیکی و دستکاری‌های ژنتیکی مورد استفاده قرار گیرد.
به گفته محققان MIT، این دیسک‌های کوچک که حدود ۲۵۰ نانومتر قطر دارند (تقریباً یک‌پانصدم عرض یک موی انسان)، مستقیماً به محل مورد نظر در مغز تزریق می‌شوند و پس از آن می‌توان آنها را با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی فعال کرد. این نانوذرات که در مقاله‌ای در مجله Nature Nanotechnology توصیف شده‌اند، می‌توانند در پژوهش‌های زیست‌پزشکی و احتمالا در آینده در کاربرد‌های بالینی مورد استفاده قرار گیرند. این تحقیق به سرپرستی پولینا انیکیوا، استاد دپارتمان‌های مهندسی مواد و علوم مغز و شناخت در MIT، و دانشجوی فارغ‌التحصیل، یه جی کیم، و همچنین ۱۷ محقق دیگر از MIT و آلمان انجام شده است.
تحریک عمقی مغز (DBS) روش درمانی رایجی است که در آن الکترود‌ها در بخش‌های مشخصی از مغز کاشته می‌شوند تا علائم برخی از بیماری‌های عصبی و روانی همچون پارکینسون و اختلال وسواس فکری-عملی را کاهش دهند. اما پیچیدگی جراحی و عوارض بالینی مرتبط با DBS، کاربرد‌های آن را محدود کرده است. نانودیسک‌های جدید می‌توانند جایگزینی ملایم‌تر برای دستیابی به نتایج مشابه باشند.
روش‌های قبلی تحریک مغز بدون کاشت، به دلیل محدودیت در دقت مکانی و توانایی هدف‌گیری نواحی عمیق مغز با مشکلاتی مواجه بودند. طی دهه گذشته، گروه پژوهشی انیکیوا و دیگران از نانومواد مغناطیسی برای انتقال سیگنال‌های مغناطیسی از راه دور به تحریک مغزی استفاده کرده‌اند، اما این روش‌ها نیاز به تغییرات ژنتیکی داشتند و نمی‌توانستند روی انسان‌ها اعمال شوند.
کیم، دانشجوی گروه انیکیوا، فرض کرد که یک نانوماده مغناطیسی-الکتریکی که می‌تواند مغناطیس را به پتانسیل الکتریکی تبدیل کند، می‌تواند راهی برای تحریک مغناطیسی مغز از راه دور فراهم آورد.
وی موفق به ساخت نانودیسک‌های مغناطیسی-الکتریکی جدیدی شد که از هسته مغناطیسی و پوسته پیزوالکتریکی تشکیل شده‌اند و با اعمال میدان مغناطیسی خارجی، پالس‌های الکتریکی به نورون‌ها ارسال می‌کنند.
یکی از عوامل موثر در کارایی این نانودیسک‌ها، شکل دیسکی آنها است. در روش‌های قبلی از نانوذرات کروی استفاده می‌شد، اما اثر مغناطیسی-الکتریکی در آنها ضعیف بود. این شکل دیسکی موجب تقویت بیش از هزار برابری خاصیت مغناطیسی شده است. آزمایش‌ها روی نورون‌های کشت‌شده نشان دادند که این دیسک‌ها قادر به تحریک این سلول‌ها با پالس‌های کوتاه مغناطیسی بدون نیاز به دستکاری ژنتیکی هستند.
دانشمندان این نانودیسک‌ها را به مغز موش‌ها تزریق کردند و سپس با استفاده از یک الکترومغناطیس ضعیف، موفق به تحریک ناحیه مشخصی از مغز آنها شدند. این تحریک مغناطیسی بر فعالیت نورون‌ها و رفتار موش‌ها تأثیر گذاشت. همچنین، محققان توانستند با تحریک منطقه زیرتالاموسی، کنترل حرکتی موش‌ها را تعدیل کنند، منطقه‌ای که معمولاً برای مدیریت پارکینسون از کاشت الکترود استفاده می‌شود.
اگرچه این نانوذرات در مدل‌های حیوانی امیدوارکننده بودند، برای استفاده بالینی در انسان، نیاز به تحقیقات بیشتر و انجام آزمایش‌های ایمنی وسیع‌تری دارد که به گفته انیکیوا، شاید نیاز به همکاری با دیگر نهاد‌ها داشته باشد تا امکان تحقیقات ایمنی در مقیاس وسیع‌تر فراهم شود.
انتهای پیام/