دانشمندان ام‌آی‌تی پلتفرمی جدید به نام “Circulatronics” معرفی کرده‌اند که به‌جای عمل جراحی باز، از دستگاه‌های الکترونیکی میکروسکوپی قابل تزریق استفاده می‌کند. این رویکرد نوآورانه می‌تواند امکان دسترسی گسترده‌تر به درمان‌های عصبی را فراهم کند.

در این روش، به جای قراردادن الکترودها از طریق جراحی باز، تیم ام‌آی‌تی همراه با پژوهشگرانی از Wellesley و هاروارد، مجموعه‌ای از ریزدستگاه‌های بی‌سیم به‌نام SWEDs (دستگاه‌های الکترونیکی زیرسلولی) توسعه داده‌اند. این فناوری شبیه به یک پلتفرم درمانی خودکار توصیف شده است که هدفش کاهش ریسک، هزینه و پیچیدگی روش‌های فعلی رابط‌های مغز-کامپیوتر است.

چطور این ریزدستگاه‌ها به محل آسیب یا التهاب می‌رسند؟

ایدهٔ کلیدی ساده اما هوشمندانه است: SWEDها پس از تزریق به جریان خون با سلول‌های ایمنی به‌خصوص مونوست‌ها ترکیب می‌شوند و به شکل نوعی «سلبورن سلولی» حرکت می‌کنند. از آنجا که این سلول‌های ایمنی به‌طور طبیعی به مناطق ملتهب مغز مهاجرت می‌کنند، SWEDها هم می‌توانند خود را به محل التهاب برسانند و در آنجا مستقر شوند.

مکانیسم عملکرد

ترکیب با مونوست‌ها برای دستیابی به هدف‌های زیستی
مستقر شدن در مناطق ملتهب مغز
تحویل «مدولاسیون الکتریکی» — پالس‌های بسیار کوچک الکتریکی برای اصلاح مسیرهای عصبی

کاربردها و نتایج آزمایشی

محققان می‌گویند Circulatronics می‌تواند در درمان بیماری‌هایی مانند آلزایمر، ام‌اس، سکته، تومورهای مغزی و آسیب‌های نخاعی به‌کار رود. در آزمایش‌های اولیه روی جوندگان، تیم توانست SWEDها را در مغز موش‌ها قرار دهد و سپس از راه دور آن‌ها را برای تحریک الکتریکی کنترل کند. این نتایج نشان می‌دهد فناوری پتانسیل عملی شدن را دارد، هرچند برای ورود به کارآزمایی‌های بالینی انسانی هنوز چند سال زمان لازم است.

مزیت بزرگ Circulatronics کاهش نیاز به جراحی‌های پرخطر و گران‌قیمت و امکان هدف‌گیری مناطق دشوارِ مغزی است. با این حال چالش‌های مهمی هم وجود دارد: ایمنی طولانی‌مدت دستگاه‌های تزریقی، پاسخ ایمنی میزبان، قابلیت کنترل دقیق و مقیاس‌پذیری تولید. تیم تحقیقاتی اشاره کرده است که ممکن است حدود سه سال طول بکشد تا این فناوری وارد کارآزمایی‌های بالینی شود.

آینده فراتر از مغز

دبِلینا سارکار، یکی از نویسندگان ارشد مقاله، در ویدیویی توضیح می‌دهد که Circulatronics محدود به مغز نیست و می‌توان آن را برای درمان‌های هدفمند در دیگر اندام‌ها نیز توسعه داد. تصور کنید روزی ریزربات‌هایی که با سیستم ایمنی همراه شده‌اند، برای بهبود التهاب مفاصل یا درمان تومورهای داخلی به کار گرفته شوند — چشم‌اندازی که اکنون در مراحل آزمایشی قرار دارد اما هیجان‌انگیز به‌نظر می‌رسد.

Circulatronics ترکیبی از علوم نانو، الکترونیک بیولوژیک و ایمنی‌شناسی است که می‌تواند مرزهای درمان‌های عصبی را بازتعریف کند. هرچند راه درازی تا آزمون بالینی و تایید ایمنی وجود دارد، اما این پژوهش جهتی جدید و کم‌تهاجمی برای رابط‌های مغز-ماشین ارائه می‌دهد.