روشي جديد براي مانيتور کردن فعاليت‌هاي مغز در جلوگيري از تشنج و بيماري صرع
بدن انسان با چربي و پروتئين ۱.۳۶ کيلوگرمي کنتزل مي‌شود که ما اين ارگان پيچيده را مغز مي‌ناميم. ۱۰۰ ميليارد عصب در مغز وجود دارد که سيگنال‌هاي الکتريکي را منتقل و دريافت مي‌کنند که به قدرت تفکر، احساسات، حرکت‌ها و بينهايت فرايند ديگر برمي‌گردد. گاهي همه چيز غلط از آب در مي‌آيد. ناهنجاري صرع جزء رفتارهاي ناهنجار مغز به حساب مي‌آيد که علائم ظاهري و باليني خاصي ندارد و در واقع حمله‌ي عصب‌هاست. در حالت‌هايي که دارو تأثيري در رفع تشنج ندارد، برخي بيماران مزيت عمل جراحي را دارند که بخشي از مغز که عامل اين تشنج است، برداشته شده و يا در جاي خودش قرنطينه مي‌شود. بااين حال اين کار نياز به دانش کافي از محلي دارد که فعاليت عامل تشنج در آنجا انجام مي‌شود.
 |
 |
تيمي از پژوهشگران با استفاده از علم مواد، عصب‌شناسي، و مهندسي برق سنسور جديدي براي مغز طراحي کرده‌اند که توانايي شناسايي اين فعاليت ناهنجار را دارد. اين سنسور از زماني که صرع شروع مي‌شود تا پيشرفت تشنج و ميزان فعاليت مغز، مي‌تواند اين آشکارسازي را انجام دهد. اولين گام در شناسايي محل تشنج، يعني مکان اصلي ريشه‌ي تشنج، مانيتور کردن مغز بيمار قبل، درحين و بعد از آن است. با استفاده از روشي بنام الکترو-اِنسفالوگرام (Electroencephalogram) جمجمه و MRI انجام مي‌شود. ولي اگر نتيجه‌اي در برنداشت، دکترها ممکن است گام بعدي را بردارند و از الکترودهايي بر روي مغز بيمار استفاده کنند که به آن آزمون الکتروکورتيکوگرام (Electrocorticogram) مي‌گويند.
ECoG اطلاعات بيشتري نسبت به EEG بدست مي‌دهد، چراکه الکترودها که سيگنال‌هاي الکتريکي را در مغز شناسايي مي‌کنند، به فعاليت‌هاي مغز نزديکي بيشتري دارند. سيگنال نبايد خيلي قوي باشد تا قابل شناسايي نباشد. اين بدان معناست که ECoG مي‌تواند نقشه‌اي با جزييات بيشتر از فعاليت مغز بدست دهد و منشاء سيگنال‌هاي صرع را مشخص کند. بيشتر ECoG از آرايه‌اي ۱۶ الکترودي بهره مي‌برند که به قاب يا ساختار شبکه‌اي قابل انعطاف‌تري متصل است، مي‌توانند تا ۶۴ الکترود را هم با فاصله‌ي ۱ سانتي‌متر در کنار هم قرار دارند. اگرچه اين روش تصوير بهتري از مغز بدست مي‌دهد، سطح مغز سخت‌تر از آنست که از روش EEG استفاده کنيم.
|
حافظه‌ي الکترونيک
|
بخش الکترونيک دوربين Olympus
|
LED قابل انعطاف
|
از کلاس زيست بايد يادتان باشد که سطح مغز شيارهاي زيادي دارد. بنابراين الکترودها با فاصله‌ي ۱ سانتي‌متر از هم همچنان زيرکاريهاي زيادي را از دست مي‌دهند. يک مدل جديد هم مطرح شده که به الکترونيک قابل انعطاف شناخته مي‌شود. اين مدل که هنوز ساخته نشده قادر خواهد بود آرايه را به شيارهاي مغز نزديک‌تر کند. در اين صورت صدها الکترود در شيارها قرار مي‌گيرند.
کلمه‌ي الکترونيک قابل انعطاف به مؤلفه‌هايي چون ترانزيستورها، مقاومت‌ها و خازن‌ها و ديودها و غيره برمي‌گردد. روي يک سطح انعطاف‌پذير بجاي يک تراشه‌ي سخت، دانشمندان براي سال‌هاي مي‌توانند آن را بخاطر شکل و فضايي که اشغال مي‌کند، استفاده کنند. از آن‌ها در سلول‌هاي خورشيدي، موبايل‌ها، صفحه کليدها، استفاده کرد. تيمي از پژوهشگران مهندسي برق، مواد، عصب‌شناسي، باهم روي آرايه‌ي جديد کار مي‌کنند.
بجاي استفاده از سيم براي هر اتصال مثلا ۶۴ سيم، به ازاي هر الکترود، طرح جديد، در آرايه‌اي قرار مي‌گيرد، که الکترودها باهم درون آرايه يکپارچه عمل مي‌کنند. در نتيجه به سيم کمتري نياز خواهد بود. در اين طرح، ۳۶۰ الکترود به کار رفته همگي در فضايي قرار مي‌گيرند که قبلا ۶۴ الکترود قرار مي‌گرفت. پس ۳۰۰ الکترود اضافه‌تر براي دريافت سيگنال‌هاي مغز در همان فضا جاي گرفته است. و اين فقط يک معنا مي‌دهد: جزييات بيشتر از نقشه‌ي مغز. در نهايت پزشکان مي‌توانند منشأ صرع و تشنج را دقيق‌تر پيدا کنند و منطقه‌ي کوچکي را قرنطينه کرده يا بردارند. اين آرايه از مدل‌هاي قبلي بسيار ظريف‌تر و نازک است. نمونه‌هاي قبلي ضخامتي اندازه‌ي کارت‌هاي اعتباري بانکي داشتند.
طرحي از دانشگاه پنسيلوانيا و مؤسسه پلي تکنيک نيويورک و دانشگاه نيويورک
اين طرح يک ويژگي جالب دارد: پزشکان مي‌توانند با ايجاد حفره‌اي کوچک بر روي جمجمه، ان ورقه‌ي قابل انعطاف را وارد کنند و ورقه بر روي سطح مغز به باز شده و آنچه را که تيم پزشکي مي‌خواهد در اختيارشان قرار دهد. در اين عمل جراحي حتي نياز به حجم کاري و دشواري‌هاي قبلي هم نيست. هنوز اين روش براي انسان تأييد نشده و روي گربه‌ها آزمايش مي‌شود، تا تيم‌هاي پژوهشي از جزييات احتمالي که هنوز اطلاعي ندارند مطلع شده و بعد روي انسان هم پياده شود.