ساخت دستگاه طیف‎نگاری مادون قرمز نزدیک کارکردی fNIRS جهت مطالعه همودینامیک مغز، توسط محققان دانشگاه تهران و با حمایت ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری برای نخستین بار در کشور محقق شد.

به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری، دکتر سید کمال‌الدین ستاره‌دان مجری طرح " طراحی، توسعه و ارزیابی سیستم fNIRS  آزمایشگاهی 16 کاناله" درباره این پروژه اظهار کرد: این دستگاه بر پایه تابش نور در محدوده مادون قرمز نزدیک به بافت مغز و دریافت و پردازش نور منعکس شده امکان مطالعه تغییرات جریان خون (همودینامیک) در مناطق مختلف مغز را فراهم می‌سازد که در نتیجه با اطلاع از میزان تغییرات جریان خون در مناطق مختلف مغز ناحیه فعال و میزان فعالیت نورونی آن منطقه تعیین می‌شود.

عضو هیئت علمی دانشگاه تهران با اشاره به اینکه روش fNIRS  روشی نسبتا نوین برای مطالعه عملکرد مغز است، گفت: در مقایسه با روش معمول ثبت فعالیتهای الکتریکی مغز (الکتروانسفالوگرافی) این روش با ارسال و دریافت نور در طول موج‌های مشخص به بافت مغز، ناحیه فعال در قشر مغز را شناسایی می‌کند. در هنگام انجام یک فعالیت فکری، جریان خون منطقه فعال مغز به دلیل نیاز به اکسیژن بیشتر افزایش یافته و موجب تغییر شدت نور عبوری از آن می‌شود. با پردازش این سیگنال درک بیشتری از نواحی فعال و نحوه عملکرد مغز بدست می‌آید بنابراین با این روش میزان فعالیت قسمت‌های مختلف مغز پایش می‌شود.

شناخت کامل مغز با دستگاه fNIRS

ستاره‌دان عنوان کرد: علاوه بر امکان انجام مطالعات تحقیقاتی بر روی مغز و شناخت بیشتر از نحوه عملکرد آن که یکی از کاربردهای اصلی این دستگاه است ، کاربردهای کلینیکی متفاوتی نیز برای آن متصور است که بعنوان مثال می‌توان به تشخیص بیش‌فعالی در کودکان، پایش میزان اکسیژن مغز نوزادان در بخش NICU، تعیین عمق بیهوشی هنگام عمل جراحی و ارزیابی انواع بیماری‌های مرتبط با میزان فعالیت مغز همچون آلزایمر اشاره کرد. همچنین از دیگر کاربردهای مهم این روش بررسی میزان توانایی تمرکز فرد بر روی یک مسئله خاص و آموزش افزایش میزان تمرکز از طریق برقراری بیوفیدبک است که هم اکنون در گروه ما در این زمینه کار می‌شود.

اندازه‌گیری میزان اکسیژن رسانی به مغز با دستگاه fNIRS 

وی تصریح کرد: پروژه تحقیقاتی دیگری که هم اکنون با کمک پزشکان بیمارستان کودکان مفید در حال اجرا است استفاده از این دستگاه برای اندازه‌گیری میزان اکسیژن رسانی به مغز کودکانی است که در بدو تولد مشکلات تنفسی دارند. این دستگاه با تعداد کاناهای متفاوت قابل پیاده سازی است که در نمونه اولیه یک نوع چهار کاناله طراحی و ساخته شد و در ادامه با حمایت ستاد علوم شناختی نوع 16 کاناله آن نیز طراحی و پیاده سازی شد که تمام منطقه پریفرونتال در پیشانی را پوشش می‌دهد.

معاون پژوهشی و تحصیلات تکمیلی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران اظهار کرد: در حال حاضر عمده استفاده این دستگاه انجام پروژه‌های تحقیقاتی در آزمایشگاه‌های مشابه آزمایشگاه ما در دانشگاه‌های مختلف کشور است بطوریکه مراجعان متعددی از دیگر دانشگاه‌ها برای استفاده از این دستگاه داشته‌ایم که امید است که به زودی با حمایت ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری وارد مرحله تجاریسازی دستگاه ‌شویم تا با استفاده از آن قدم‌های بیشتری در راستای توسعه علم و فناوری علوم شناختی در کشور برداشته شود.

با حمایت ستاد علوم شناختی وارد مرحله تجاریسازی می‌شویم

عضو هیات علمی دانشگاه تهران افزود: هزینه تمام شده برای ساخت این دستگاه بسیار پایین‌تر از مشابه خارجی آن است و نکته  مهم در تولید این دستگاه دستیابی به دانش فنی آن است که حدود 4 سال زمان برای دستیابی به آن صرف شده و در ادامه امکان انجام تحقیقات با سرعتی بیشتر در این زمینه فراهم است.

ستاره‌دان در پایان تصریح کرد: حمایت مادی و تشویق‌های مسئولین ستاد در ساخت این دستگاه برای ما بسیار مهم بود و به تسریع روند این پروژه که از چند سال پیش در آزمایشگاه NIR دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران آغاز شده بود کمک بسیاری کرد البته با توجه به اینکه هنوز هم نمونه خارجی این دستگاه در داخل کشور بکار گرفته نشده است فناوری آن روی مرز دانش بوده و در آینده نزدیک با حمایت ستاد علوم شناختی وارد مرحله تجاری سازی خواهیم شد.