خب بچهها، قراره با یه تکنولوژی خفن و فضایی آشنا بشیم که مطمئنم ذهنتونو داغون میکنه! یه تیم از دانشگاه کرنل، یه ایمپلنت عصبی (همون چیپی که میذارن تو مغز که فعالیتش رو بخونن) اختراع کردن که انقدر کوچیکه میتونه راحت رو یه دونه نمک قِل بخوره و اصلاً معلوم نباشه!
این دستگاه رو MOTE نام گذاشتن که مخفف “الکترود اپتوالکترونیک بیسیم در مقیاس میکرو” هست. این یعنی یه چیپک کوچولو که بدون سیم، فقط با نور (اپتو یعنی مربوط به نور و الکترونیک یعنی برقی!) میتونه سیگنالای مغز رو دریافت و ارسال کنه. کل داستان هم اینه که بتونیم مغز رو طولانیمدت و بدون اذیت شدنش مانیتور کنیم، که واقعاً خیلی مهمه.
بذار یه کم از سایزش بگم که ماتت ببره: این ایمپلنت فقط ۳۰۰ میکرون طول و ۷۰ میکرون عرضشه! یعنی تقریباً نصف ضخامت یه تار مو. اونقدر کوچیکه خود دانشمندان میگن تا حالا چیزی به این ریزی برای ردیابی سیگنال مغز ساخته نشده بود.
قدرتش چجوری تأمین میشه؟ داستانش جالبه: این چیپ با لیزر قرمز و مادون قرمز که از بافت مغز رد میشن (بدون اینکه به بافت آسیبی برسونه)، انرژی میگیره و بعد سیگنالای مغز رو با پالسای نوری برمیگردونه. یعنی هم انرژیش با نوره، هم اطلاعاتش رو با نور منتقل میکنه – قشنگ یه تکنولوژی نسل فضایی!
توی این چیپ یه دیود (که یه قطعه نیمههادی برقیه و اینجا از جنس آلومینیوم گالیوم آرسنید ساخته شده) وجود داره که هم نور رو جذب میکنه برای برق دادن به مدار، هم خودش نور میفرسته برای ارسال اطلاعات. تازه یه تقویتکننده کمنویز (یعنی سیگنال رو بدون سر و صدای اضافی قویتر میکنه) و یه رمزگذار نوری هم توش کار گذاشتن که همه از همون تکنولوژی تراشههای موبایل و لپتاپ هستن.
کدگذاری اطلاعاتشم با یه روش خیلی باحال انجام میشه: pulse position modulation یا همون تغییر موقعیت پالس که تو ارتباطات نوری ماهوارهها هم استفاده میشه. این یعنی با کمترین انرژی میتونه اطلاعات مهم رو دقیقاً و بیسیم منتقل کنه.
اما خب، فقط تکنولوژی خفن نیست؛ برای تستش اومدن اول روی سلولای کشت شده امتحان کردن؛ بعدش دیگه رفتن سراغ موشهای زنده! چیپ رو تو بخشی از مغز موش که مسئول حس سبیل موشهاست (بهش میگن barrel cortex)، کاشتن و نزدیک یک سال کامل سیگنالهای مغز و فعالیتهای عصبیشونو ضبط کردن. جالب اینجاست که موشها کاملاً سالم و سرحال موندن و ایمپلنت رو اصلاً پس نزدن.
یکی از هدفهای دکتر Molnar (که از سرگروههای پروژه بوده) این بود که یه ایمپلنتی بسازن که مغز رو اذیت یا تحریک نکنه، چون معمولاً الکترودها و فیبرهای نوری بزرگ، اعصاب و بافت مغز رو ناراحت میکنن و حتی سیستم ایمنی بدن ممکنه شروع کنه به حمله کردن به ایمپلنت. ولی این MOTE انقدر کوچیکه که تقریباً کسی متوجهش نمیشه و با کمترین آسیب به کارش ادامه میده.
داشتیم از آینده میگفتیم… قرار نیست فقط در مغز تست بمونه؛ دانشمندها دارن فکر اینن که این تکنولوژی رو توی نخاع (همون ستون فقرات) هم امتحان کنن یا حتی بتونن توی صفحات مصنوعی جمجمه جاسازی کنن تا بشه همیشگی و بیوقفه مغز رو مانیتور کرد.
یه نکتهی شگفتانگیز دیگه هم اینه که چون مدارش نیمههادی کاملاً ویژهای داره، بر خلاف ایمپلنتهای فعلی، توی اسکن MRI (که با مگنتهای قوی کار میکنه و بقیه ایمپلنتا رو مختل میکنه) هم قابل استفادهست! MRI همون تصویربرداری مغزه با آهنربای قوی.
جالبه بدونید ایده اولیه ساخت این چیپ برمیگرده به سال ۲۰۰۱، اما عملاً کار روش حدود ده سال پیش با همکاری دانشمندهای بزرگ کرنل شدت گرفت و الان توی یک مقاله علمی توی مجله معتبر Nature Electronics چاپ شده.
خلاصه که با این کوچولوهای باهوش، دنیا داره وارد یه دوران جدید توی علم عصبشناسی میشه. همونجوری که موبایلها اومدن همه چیزو تغییر دادن، به نظر این MOTEها هم میتونن یه انقلاب بزرگ تو پایش مغز و شاید درمان بیماریهای عصبی و رمزگشایی از رازهای مغز انسان باشن. کارشون رسماً شبیه جادوئه!
منبع: +
