پژوهشگران دردانشگاه صنعتی سهند تبریز با حمایت ستاد توسعه علوم شناختی موفق به طراحی الکترودهای درون -قشری شدند

تاریخ : 1398/12/11

تعداد بازدید : 523

5 امتیاز از 4 رای

محققان پژوهشکده مواد پلیمری دانشگاه صنعتی سهند تبریز در جریان ساخت آرایه های الکترودی نفوذی، موفق به طراحی نوع جدیدی از الکترودهای درون-قشری چهار ساقه جهت افزایش تعداد کانال های تحریک و ثبت به ازای یک مقدار مشخص کاهش یافته از پهنای ساق الکترود شدند.

دکتر"کیومرث جلیلی" مسوول این تیم تحقیقاتی تحت حمایت ستاد توسعه علوم و فن آوری های شناختی گفت: برای حصول به یک طرح مکانیکی مناسب و سازگار با بافت و در عین حال حصول یک دانسیته بالایی از کانال­های تحریک و ثبت بدون افزایش ابعاد فیزیکی ساق الکترودی، معماری پیشنهاد شده متشکل از دو لایه با پوشش فلزی می­باشد که این دو لایه می­توانند بوسیله یک فیلم دی­الکتریک از هم جدا شوند.

 

وی افزود: لایه پایینی این الکترودها تراک­های هادی را تشکیل داده و لایه بالایی هم به عنوان حامل پد های اتصالی و تحریک کننده عمل می کند، بطوری که در این طراحی پد ها و تراک ­ها می­توانند از میان لایه دی­الکتریک بوسیله راهگاه های مدفون به همدیگر متصل شوند.

 

محقق دانشکده مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی سهند و پژوهشکده مواد پلیمری تبریز خاطر نشان کرد: معماری مورد نظر بر روی قرص سیلیکون سخت و با استفاده از فرایند میکروفابریکیشن ایجاد شده و محصول حاصل دارای چهار ساق­ الکترودی بطول mm 9 با 16 سایت ثبت و تحریک کوچک (mm 34 ´ mm 20) به ازای هر ساق (در مجموع 64 کانال ثبت) برای ثبت سیگنال ­های الکتروگرافیک جهت آشکارسازی و اصلاح رفتارهای عصبی با میزان استهلاک توانی پایین و در نتیجه قابلیت کاربردهای کلینیکی می­باشد.

 

دکتر"جلیل" می افزاید: یکی دیگر ازدستاوردهای مهم این کار توسعه تکنیک کنده­ کاری نوری بصورت پساآمایش با استفاده از پرتو لیزر فوق سریع جهت ایجاد الگوهای نانو/ میکرومتری بی­ساخت (Unstructured) برای بهبود کارایی الکتریکی آرایه میکروالکترودی است و عملکرد الکترودها برای کاربردهای ثبت و تحریک در قالب آزمون­های in vitro بر روی برش مغزی هیپوکامپوس انسانی کمی­سازی و پتانسیل برانگیخته بطور موفقیت آمیزی ثبت شده است.

 

وی می گوید: نتایج آزمون­های الکتریکی نشان داد که روش پساپردازش با حکاکی لیزر توانسته است بطور موفقیت ­آمیزی آمپدانس فصل مشترک الکترود-بافت را از مقدار متوسط MW 3 تا kW 30 در فرکانس Hz 100 کاهش داده که این مقدار به میزان حداقل 100 برابر کمتر از نتایج بدست آمده در نمونه­­ های ساخته شده تجاری (مثل نمونه تجاری 64 کاناله چهار ساق محصول شرکت NeuroNexus ) می­باشد. 

 

آرایه ­های الکترودی درون­قشری نفوذی که بصورت طولی فعالیت­های مغز را ثبت می­کند، ضمن اینکه ابزارهای بسیار قدرتمند برای تحقیقات پایه ­ای علوم اعصاب محسوب می­ شوند، در کاربردهای کلینیکی نیز ورود پیدا کرده­ اند.

 

این نوع پروتزهای عصبی نقش بسیار مهمی در عملکرد سامانه ­های واسط عصبی داشته و بستر مناسبی را برای ثبت فعالیت­های عصبی و میزان کردن رفتار آنها از طریق تحریک الکتریکی فراهم می­آورند.

 

به گفته عضوهیات علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز درحال حاضر، زمینه­ های نوظهور در دنیا در علم ساخت پروتزهای عصبی متمرکز شده­ اندکه دربین این روش­ها، سودمندترین آنها نسل جدیدی از آرایه ­های میکروالکترودی (MEAs) نفوذی هستند که امکان دسترسی بی­ سابقه­ ای را به نورون­ های سیستم عصبی مرکزی (CNS) فراهم می­آورند. 

 

دکتر "جلیلی " اضافه کرد: این میکروالکترودها دارای نوک­ های فعالی هستندکه ابعاد آنها قابل مقایسه با اندازه نورون­ ها بوده (در حدود چند میکرون) و بنابراین می­توانند به سیستم عصبی نفوذ کرده و دسترسی گزینشی به این نوع سلول­ها را داشته باشند.

 

محقق دانشگاه صنعتی سهند تبریز همچنین خاطر تشان کرد: این فن آوری برای تحریک و ثبت سیگنال­ های عصبی مغزی با سطح بزرگ و تعداد بالایی از سایت­ های الکترودی و میدان و وضوح فضایی بهبودیافته از طریق افزایش تعداد کانال­ ها به ازای هر الکترود و نیزعمق نفوذ با کاربردهای ثبت تک واحدی، چند واحدی و تحریک کارا ، مورد استفاده قرار خواهد گرفت. 

 

دکتر"جلیلی" گفت: طرح ساخت میکروالکترود نفوذی تاکنون با پیشرفت زیادی همراه است و بهره ­برداری از این پروژه،گام بسیار مهم در توسعه تحقیقات درحوزه علوم شناختی بحساب می آید.

نظر شما