به گزارش ایسنا و به نقل از نانومگزین، پژوهشگران "دانشگاه كارنگی ملون" (CMU)، پیشگام ارائه فناوری جدیدی موسوم به "آرایه كارنگی ملون" (CMU Array) هستند. این فناوری، نوع جدیدی از آرایه میكروالكترودی برای پلتفرم های رابط مغز و رایانه است و شاید بتواند به پزشكان در درمان اختلالات عصبی كمك كند.

این فناوری موسوم به "آرایه میكروالكترودی با چگالی فوق العاده بالا" (MEA) كه به صورت سه بعدی در مقیاس نانو چاپ شده، كاملا قابل تنظیم شدن است. این بدان معناست كه بیمارانی كه به صرع مبتلا هستند یا از عدم عملكرد اندام به دلیل سكته رنج می برند، روزی می توانند درمان پزشكی شخصی سازی شده را برای نیازهای فردی خود داشته باشند.

این همكاری، تركیبی از تخصص "راهول پانات" (Rahul Panat)، دانشیار مهندسی مكانیك و "اریك ایتری" (Eric Yttri)، دانشیار علوم زیستی دانشگاه كارنگی ملون است. این گروه پژوهشی، جدیدترین روش میكروساخت موسوم به "چاپ سه بعدی جت آئروسل" (Aerosol Jet 3D printing) را برای تولید آرایه هایی به كار بردند كه موانع اصلی طراحی سایر آرایه های "رابط مغز و رایانه" (BCI) را حل می كند.

پانات توضیح داد: چاپ سه بعدی جت آئروسل، سه مزیت عمده دارد. كاربران می توانند آرایه های میكروالكترودی با چگالی فوق العاده بالا را متناسب با نیازهای ویژه خود سفارشی سازی كنند. این آرایه ها می توانند در سه بعد در مغز كار كنند، چگالی آنها بیشتر است و بدین ترتیب، قوی تر هستند.

رابطهای مغز و رایانه مبتنی بر آرایه های میكروالكترودی با چگالی فوق العاده، نورون های مغز را به تجهیزات الكترونیكی بیرونی برای نظارت یا تحریك فعالیت مغز متصل می كنند. آنها اغلب برای كاربردهایی مانند دستگاه های پروتز عصبی، اندام های مصنوعی و ایمپلنت های بینایی، به منظور انتقال اطلاعات از مغز به اندام هایی استفاده می شوند كه عملكرد خود را از دست داده اند. همچنین رابط های مغز و رایانه، كاربردهای بالقوه ای را در درمان بیماری های عصبی مانند صرع، افسردگی و اختلال وسواس فكری-عملی دارند. در هر حال، این دستگاه ها با محدودیت هایی همراه هستند.

دو نوع دستگاه رابط مغز و رایانه محبوب وجود دارد. قدیمی ترین آن "آرایه یوتا" (Utah array) است كه در "دانشگاه یوتا" (University of Utah) توسعه یافته و در سال 1993 به ثبت رسیده است. این آرایه مبتنی بر سیلیكون، میدانی از پین ها یا ساقه های كوچك را به كار می گیرد كه می توانند مستقیما به مغز وارد شوند تا تخلیه الكتریكی از نورون ها را در نوك هر پین تشخیص دهند.

دومین نمونه، "آرایه میشیگان" (Michigan array) است كه روی تراشه های سیلیكونی صاف و ظریف چاپ می شود. این آرایه، الكترون هایی را كه روی تراشه ها می آیند، می خواند. با توجه به محدودیت های طراحی، هر دوی این آرایه ها فقط قادر به ضبط در یك صفحه دوبعدی هستند. این بدان معناست كه آنها را نمی توان برای مطابقت با نیازهای هر بیمار یا برنامه شخصی سازی كرد.

آرایه دانشگاه كارنگی ملون، متراكم ترین رابط مغز و رایانه است، اما تقاضا برای نمونه های با كیفیت بالاتر وجود دارد. نمونه هایی كه برای كنترل اعمال مجازی روی رایانه یا حركات پیچیده اندام استفاده می شوند، با محدودیت های فناوری كنونی همراه هستند. برنامه های پیشرفته تر به نمونه هایی نیاز دارند كه برای هر شخص، سفارشی سازی شده باشند.

ایتری گفت: اكنون در عرض چند روز می توانیم یك دستگاه دقیق را متناسب با نیازهای بیمار یا شخص آزمایش كننده تولید كنیم. علاوه بر این، اگرچه فناوری هایی مانند تحریك قشر بینایی و كنترل اندام مصنوعی با موفقیت توسط مردم استفاده می شوند اما توانایی شخصی سازی سیستم كنترل در مغز می تواند راه را برای پیشرفت های قابل توجه در این زمینه هموار كند.

پانات پیش بینی می كند كه ممكن است پنج سال طول بكشد تا آزمایش های انسانی را ببینیم و حتی بیشتر طول بكشد تا شاهد استفاده تجاری باشیم. این گروه پژوهشی هیجان زده هستند كه این فرآیند موفقیت آمیز را در اختیار سایر پژوهشگران این حوزه قرار دهند تا آزمایش طیف گسترده ای از برنامه ها را آغاز كنند.

پانات افزود: گام بعدی ما، همكاری با "مؤسسه ملی بهداشت آمریكا" (NIH) و سایر شركای تجاری است تا این یافته ها را در سریع ترین زمان ممكن به آزمایشگاه های دیگر برسانیم و برای سرمایه گذاری در جهت تجاری سازی این فناوری درخواست دهیم.

انتهای پیام