استفاده از نانولوله کربنی برای طراحی چشم مصنوعی - وبلاگ آقای عابدی

به گزارش وبلاگ آقای عابدی، پژوهشگران با استفاده از نانولوله های کربنی روی الکترودها، نشان دادند که می توان از این ساختار برای ایجاد چشم مصنوعی استفاده کرد.

به گزارش گروه دانشگاه وبلاگ آقای عابدی، پژوهشگران با استفاده از نانولوله های کربنی روی الکترودها، نشان دادند که می توان از این ساختار برای ایجاد چشم مصنوعی استفاده نمود.

محققان دانشگاه اورگن نورون های شبکیه جوندگان را روی یک الکترود با الگوی فراکتال رشد داده اند، الکترودی که به تقلید از ساختار انشعابی نورون های طبیعی شبیه است. این دستاورد یک گام به ساختن چشم بیونیک الهام گرفته از طبیعت نزدیک شده، که هدف دیرینه ریچارد تیلور، فیزیکدان دانشگاه اورگن است.

تیلور امیدوار است که روزی بتوان این الکترود های کوچک را در چشم کاشت تا بینایی را در افراد مبتلا به دژنراسیون ماکولا یا سایر اختلالات بینایی بازگرداند.

الکترود های با الگوی فراکتال و الهام گرفته شده از طبیعت ممکن است در تحقیقات کاشت مغزی فراتر از چشم بیونیک استفاده گردد.

این کار نو شواهد تجربی را ارائه می نماید مبنی بر اینکه نورون ها، که خود فراکتال هستند، بهتر از الکترود هایی با شکل رایج، به الکترود هایی با الگوی فراکتالی متصل می شوند و امکان انتقال سیگنال بهتر را بین ایمپلنت و مغز فراهم می نمایند.

نورون ها به طور طبیعی در یک الگوی فراکتال درخت مانند رشد می نمایند که منجر به شاخه های ریزتر می گردد. برای ارسال پیروزیت آمیز سیگنال ها به مغز یا چشم، یک الکترود کاشته شده باید بتواند به شبکه ای از نورون های موجود متصل گردد. بیشتر وسایل الکترونیکی به این شکل نیستند. آن ها برای استفاده در داخل ماشین ها طراحی شده اند، نه موجودات زنده. صبا مصلحی، محقق فوق دکتری در آزمایشگاه تیلور می گوید: شما می خواهید نورون ها به هم متصل شوند تا تحریک شوند. این هدف نهایی در طراحی هر نوع الکترود است. هنگامی که دو شی دارای ویژگی های بسیار مشابه باشند، در مقایسه با اشیایی که ویژگی های کاملاً متفاوتی دارند، تمایل بیشتری به تعامل خواهند داشت.

نورون ها ترجیح می دهند به نانولوله های طرح دار بچسبند، بنابراین محققان می توانند محل اتصال نورون ها به الکترود را با اصلاح نقشه نانولوله روی سطح آن کنترل نمایند. مصلحی، همراه با دانشجویان دکترا، کانر رولند و جولیان اسمیت، از امکانات مرکز مواد پیشرفته دانشگاه اورگن برای ایجاد نانولوله های کربنی مبتنی بر سیلیکون استفاده کردند که در یک الگوی فراکتال به شکل یک حرف تکرارشونده H چیده شده اند. برای مقایسه، آن ها بعلاوه تراشه هایی با نانولوله هایی که در خطوط موازی چیده شده اند، ساختند، طرحی که می توان روی تراشه های الکترودی موجود در بازار مشاهده کرد.

این آزمایش نشان داد که نورون ها بیشتر به شاخه های فراکتال طرح دار متصل می شوند تا به شکاف های صاف بین شاخه ها. در این آزمایش گلیا، سلول های حمایت نماینده مهم برای نورون ها، در شکاف های صاف قرار گرفته اند. نتایج نشان داد که طراحی فراکتال در دسته نورون ها و گلیا موثرترین طرح بود.

تیلور گفت: نکته واقعاً هوشمندانه این است که ما پیروز شده ایم سلول های گلیال را در شکاف ها قرار دهیم. گلیا سیستم حمایت از حیات نورون ها است و ما باید تعاملات مطلوبی با نورون ها و سلول های گلیال ایجاد کنیم.

تیلور تاکید نمود که کار هنوز در مراحل اولیه است. اجرای آزمایشات روی حیوانات به آزمایش های ایمنی بیشتری احتیاج دارد. اما در نهایت، محققان امیدوارند طراحی آن ها به یک وسیله واقعی تبدیل گردد که می تواند به افرادی که بینایی خود را از دست داده اند، یاری کند.

مصلحی گفت: من فکر می کنم این نتایج می تواند نه تنها به سیستمی که ما آزمایش کردیم، بلکه به کاشت در سایر قسمت های سیستم عصبی نیز یاری کند. امیدوارم شاهد حرکت محققان بیشتری به سمت استفاده از الکترود های فراکتال به جای الگو های تجاری باشم.