پژوهشگران کشور موفق به تولید الکترودهای درون قشری در راستای افزایش تعداد کانال‌های تحریک مغز و ثبت فعالیت‌های آن شدند.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری، محققان پژوهشکده مواد پلیمری دانشگاه صنعتی سهند تبریز در جریان ساخت آرایه های الکترودی نفوذی، موفق به طراحی نوع جدیدی از الکترودهای درون-قشری چهار ساقه جهت افزایش تعداد کانال‌های تحریک و ثبت به ازای یک مقدار مشخص کاهش یافته از پهنای ساق الکترود شدند.
دکتر کیومرث جلیلی مسئول این تیم تحقیقاتی گفت: این الکترود متشکل از دو لایه با پوشش فلزی است که این دو لایه می‌توانند بوسیله یک فیلم دیالکتریک از هم جدا شوند.
وی افزود: لایه پائینی این الکترودها تراک های هادی را تشکیل داده و لایه بالایی هم به عنوان حامل پدهای اتصالی و تحریک کننده عمل می‌کند، بطوری که در این طراحی پدها و تراک ها می‌توانند از میان لایه دیالکتریک بوسیله راهگاه‌های 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 ۹ میلیمتر با ۱۶ سایت ثبت و تحریک کوچک (m ۳۴ ((m ۲۰) به ازای هر ساق (در مجموع ۶۴ کانال ثبت) برای ثبت سیگنال‌های 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 آزمون‌های in vitro بر روی برش مغزی هیپوکامپوس انسانی کمیسازی و پتانسیل برانگیخته بطور موفقیت آمیزی ثبت شده است.
وی عنوان کرد: نتایج آزمون‌های 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 ۳ تا k ۳۰ در فرکانس Hz ۱۰۰ کاهش داده که این مقدار به میزان حداقل ۱۰۰ برابر کمتر از نتایج بدست آمده در نمونه‌های ساخته شده تجاری است.
این محقق ادامه داد: آرایه های الکترودی درون قشری نفوذی که به صورت طولی فعالیت‌های مغز را ثبت می‌کند، ضمن اینکه ابزارهای بسیار قدرتمند برای تحقیقات پایه‌ای علوم اعصاب محسوب می‌شوند، در کاربردهای کلینیکی نیز ورود پیدا کرده‌اند.
به گفته وی، این نوع پروتزهای عصبی نقش بسیار مهمی در عملکرد سامانه‌های واسط عصبی داشته و بستر مناسبی را برای ثبت فعالیت‌های عصبی و میزان کردن رفتار آنها از طریق تحریک الکتریکی فراهم می‌آورند.
عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز گفت: در حال حاضر، زمینه‌های نوظهور در دنیا در علم ساخت پروتزهای عصبی متمرکز شده‌اند که در بین این روش‌ها، سودمندترین آنها نسل جدیدی از آرایه‌های میکروالکترودی (MEAs) نفوذی هستند که امکان دسترسی بی سابقه‌ای را به نورون‌های سیستم عصبی مرکزی (CNS) فراهم می‌آورند.
جلیلی اضافه کرد: این میکروالکترودها دارای نوک‌های فعالی هستندکه ابعاد آنها قابل مقایسه با اندازه نورون‌ها بوده (در حدود چند میکرون) و بنابراین می‌توانند به سیستم عصبی نفوذ کرده و دسترسی گزینشی به این نوع سلول‌ها را داشته باشند.
محقق دانشگاه صنعتی سهند تبریز خاطرنشان کرد: این فناوری برای تحریک و ثبت سیگنال‌های عصبی مغزی با سطح بزرگ و تعداد بالایی از سایت‌های الکترودی و میدان و وضوح فضایی بهبودیافته از طریق افزایش تعداد کانال‌ها 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 تاکنون با پیشرفت زیادی همراه است و بهره برداری از این پروژه، گام بسیار مهم در توسعه تحقیقات در حوزه علوم شناختی به حساب می‌آید.
