درمان بیماری های عصبی با ایمپلنت شارژی

به گزارش مهر به نقل از نیواطلس، پزشکان برای درمان برخی بیماری های عصبی ایمپلنت های باطری دار به کار می برند که بخش هایی از مغز را تحریک می کند. درهمین راستا محققان یک ایمپلنت ابداع کرده اند که انرژی آن به طور خارجی با میدان های مغناطیسی تامین می شود.

به طور معمول برای درمان بیماری هایی مانند سرع یا پارکینسون الکترودهای تحریک کننده عصب به وسیله جراحی در مغز نصب می شوند. این الکترودها با سیم به یک دستگاه شبیه ضربان ساز دارای باطری متصل هستند که زیر پوست نقطه ای از بدن قرار می گیرد. هرچند باطری این دستگاه قابل شارژ است، اما به تدریج فرسوده می شود و باید با عمل جراحی آن را جایگزین کرد.

اکنون محققان روشی ابداع کرده اند که به طور بی سیم ایمپلنت های مغزی را در صورت نیاز شارژ می کند. در این پژوهش هرچند برای تامین انرژی منابعی مانند امواج اولتراساوند، رادیو و نور پیشنهاد شد اما محققان دانشگاه رایس درتگزاس متوجه شدند این منابع انرژی با بافت های زیستی تداخل دارند یا میزان خطرناکی گرما تولید می کنند.

در همین راستا آنها یک محرک عصبی ابداع کردند که با مغناطیس شارژ می شود. این محرک شبیه یک ورقه نازک مربع شکل و به اندازه یک دانه برنج و ۲ لایه است.

لایه اول فویلی از جنس آهن، بورون، سیلیکون و کربن با خاصیت مغناطوکشسانی است. این خاصیت در حقیقت تغییر ابعاد در هنگام قرار گرفتن در میدان مغناطیسی است.

هنگامیکه این لایه در مجاورت یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، در سطح مولکولی ارتعاشاتی در آن به وجود می آید. لایه دوم یک کریستال پیزوالکتریک است که ارتعاشات لایه اول را به ولتاژ الکتریکی تبدیل می کند.

در مرحله بعد مداری یکپارچه این ولتاژ را ماژول بندی می کند و به عبارتی دیگر فرکانس آن را به حدی می کاهد که اعصاب نسبت به آن واکنش نشان دهند.

در آزمایش ها، این ایمپلنت ها زیر پوست سر موش ها نصب و به الکترودی متصل شد که به مرکز پاداش در مغز حیوان متصل بود. موش ها می توانستند به راحتی حرکت کنند و تمایل داشتند در مناطقی بمانند که میدان مغناطیسی دستگاه را فعال می کرد.

نتایج این تحقیق نشان می دهد با استفاده از مواد مغناطوالکتریک می توان دستگاه ها بی سیم مختلفی تولید کرد.

پژوهش مذکور در ژورنالNeuron منتشر شده است.