رازهای مغز با قورباغه‌های سایبورگ آشکار می‌شود!_غروب شهر

پژوهشگران دانشگاه هاروارد با منفعت گیری از یک فناوری نوآورانه موفق شدند فعالیت‌های عصبی را در قورباغه‌ها از نخستین مرحله های رشد جنینی تا دوران بلوغ رهگیری کنند؛ کاری که می‌تواند به فهمیدن بهتر فرآیند‌های پیچیده‌ی رشد مغز پشتیبانی کند.

به گزارش newscientist در این پروژه تیم تحقیقاتی به سرپرستی جیا لیو موفق شد ایمپلنتی الکترونیکی را در مرحله‌ی ابتدایی راه اندازی صفحه عصبی جنین قورباغه‌های Xenopus laevis (قورباغه پنجه‌دار آفریقایی) داخل کند. این صفحه، ساختار پیش‌عرصه‌ی لوله عصبی و در نهایت مغز را راه اندازی می‌دهد.

تا پیش از این، ابزار‌هایی همانند تصویربرداری fMRI یا الکترود‌های سخت برای بازدید رشد مغز مورد منفعت گیری قرار می‌گرفتند؛ اما دقت پایین تصویربرداری و صدمه‌های مکانیکی ابزار‌های سخت، مانعی جدی برای ردیابی مدام‌ی تغیرات عصبی در طول رشد بودند.

اکنون پژوهشگران ماده‌ای نرم و انعطاف‌پذیر به نام پرفلوروپلیمر را شناسایی کرده‌اند که خواص مکانیکی آن با بافت نرم مغز هم‌خوانی دارد. آنها با منفعت گیری از این ماده، یک مش الکترونیکی زیاد نازک و کشسان تشکیل کرده‌اند که روی صفحه‌ی عصبی جنین قرار داده شده و همزمان با رشد بافت عصبی، کم کم در ساختار مغز ادغام شده است. این مش بدون صدمه‌زدن به مغز یا تحریک سیستم ایمنی، فعالیت عصبی را به‌صورت زنده ثبت می‌کند.

یکی از یافته‌های کلیدی این پژوهش آن است که الگو‌های فعالیت عصبی در طول رشد، همزمان با اختلاف سلولی و شکل‌گیری ساختار‌های تخصصی در مغز به‌مرور زمان تحول می‌کنند؛ موضوعی که تا کنون به‌صورت مستقیم قابل مشاهده نبوده است. به حرف های لیو، این اولین بار است که مسیر “برنامه‌ریزی خودکار” بافت عصبی به یک ساختار محاسباتی تا این حد شفاف مورد بازدید قرار می‌گیرد.

این چنین، این ابزار در بازدید مجدد یک فرضیه قدیمی درمورد‌ی جانورانی با توان بازسازی اندام همانند آکسلوتل (سمندر مکزیکی) به کار گرفته شد. پژوهشگران دریافتند که بعد از قطع عضو، الگو‌های فعالیت مغز به حالت ابتدایی رشد بازمی‌گردند؛ یافته‌ای که تئوری برگشت به مرحله‌ی گسترش‌ای قبل را قبول می‌کند.

تیم لیو اکنون این فناوری را برای منفعت گیری در مدل‌های پستانداران، به‌اختصاصی موش‌ها، گسترش می‌دهد. با دقت به این که رشد جنین پستانداران در رحم اتفاق می‌افتد، منفعت گیری از این ایمپلنت الزام لقاح آزمایشگاهی و راه حلهای پیچیده‌تری برای خواندن سیگنال‌ها خواهد می بود.

با این حال، امید می‌رود که این روش، امکان ردیابی دقیق اغاز بیماری‌هایی همانند اوتیسم یا اسکیزوفرنی را در مرحله های اولیه رشد عصبی فراهم کند.

به حرف های کریستوفر بتینگر از دانشگاه کارنگی ملون این ابزار پتانسیل بالایی برای منفعت گیری در عرصه‌های گسترده‌ای از جمله ردیابی بازسازی عصبی-عضلانی بعد از صدمه‌دیدگی یا توان‌بخشی دارد.

او این پژوهش را «شاهکاری فنی» توصیف می‌کند که گستره‌ی وسیعی از کاربرد‌های آینده را برای الکترونیک زیاد نرم و سازگار با بافت‌های زنده نوید می‌دهد.

انتهای مطلب/