منوعات

يمكن أن تساعد “الأصفاد” العصبية الروبوتية في علاج مجموعة من الأمراض العصبية

طور الباحثون أجهزة صغيرة ومرنة يمكنها الالتفاف حول الألياف العصبية الفردية دون الإضرار بها.

قام باحثون في جامعة كامبريدج بدمج الإلكترونيات المرنة وتقنيات الروبوتات الناعمة لتطوير أجهزة يمكن استخدامها لتشخيص وعلاج مجموعة من الاضطرابات بما في ذلك الصرع والألم المزمن، أو للتحكم في الأطراف الصناعية.

الأدوات الحالية للتواصل مع الأعصاب الطرفية – 43 زوجًا من الأعصاب الحركية والحسية التي تربط الدماغ والحبل الشوكي – قديمة وضخمة وتحمل مخاطر عالية لتلف الأعصاب. ومع ذلك، فإن “الأصفاد” العصبية الروبوتية التي طورها فريق كامبريدج حساسة بما يكفي للإمساك بالألياف العصبية الحساسة أو الالتفاف حولها دون التسبب في أي ضرر.

وأظهرت اختبارات الأصفاد العصبية على الفئران أن الأجهزة لا تتطلب سوى شدات صغيرة لتغيير شكلها بطريقة يمكن التحكم فيها، وتشكيل حلقة ذاتية الإغلاق حول الأعصاب دون الحاجة إلى غرز جراحية أو أصماغ.

يقول الباحثون إن الجمع بين المحركات الكهربائية اللطيفة والتكنولوجيا العصبية يمكن أن يكون حلاً لرصد وعلاج مجموعة من الحالات العصبية. وتنشر النتائج في المجلة المواد الطبيعية.

يمكن استخدام غرسات الأعصاب الكهربائية لتحفيز أو منع الإشارات في الأعصاب المستهدفة. على سبيل المثال، يمكن أن تساعد في تخفيف الألم عن طريق حجب إشارات الألم، أو يمكن استخدامها لاستعادة الحركة إلى الأطراف المشلولة عن طريق إرسال إشارات كهربائية إلى الأعصاب. تعد مراقبة الأعصاب أيضًا إجراءً جراحيًا قياسيًا عند إجراء العمليات في مناطق الجسم التي تحتوي على تركيز عالٍ من الألياف العصبية، مثل أي مكان بالقرب من الحبل الشوكي.

تسمح هذه الغرسات بالوصول المباشر إلى الألياف العصبية، ولكنها تنطوي على مخاطر معينة. وقال البروفيسور جورج مالياراس من قسم الهندسة في كامبريدج، الذي قاد البحث: “إن زراعة الأعصاب تنطوي على مخاطر عالية لتلف الأعصاب”. “الأعصاب صغيرة وحساسة للغاية، لذلك في أي وقت تضع فيه شيئًا كبيرًا، مثل القطب الكهربائي، على اتصال بها، فإنه يشكل خطراً على الأعصاب.”

وقال المؤلف المشارك الدكتور داميانو بارون من جامعة هارفارد: “إن الأصفاد العصبية التي تغلف الأعصاب هي أقل الغرسات المتاحة حاليا، ولكن على الرغم من ذلك، فإنها تظل ضخمة للغاية وصلبة ويصعب زرعها، مما يتطلب معالجة كبيرة وصدمة محتملة للعصب”. جامعة كامبريدج. قسم العلوم العصبية السريرية.

صمم الباحثون نوعًا جديدًا من الكفة العصبية المصنوعة من البوليمرات الموصلة، والتي تستخدم عادةً في الروبوتات الناعمة. تم تصميم الأصفاد الرفيعة للغاية في طبقتين متميزتين. يؤدي تطبيق كميات صغيرة من الكهرباء – بضع مئات من الميلي فولت فقط – إلى تمدد الأجهزة أو انكماشها.

تكون الأصفاد صغيرة بما يكفي بحيث يمكن لفها في إبرة وحقنها بالقرب من العصب المستهدف. عند تنشيطها كهربائيًا، يتغير شكل الأصفاد لتلتف حول العصب، مما يسمح بمراقبة نشاط العصب أو تعديله.

وقال الدكتور تشاوكون دونج، المؤلف الأول للدراسة: “لضمان الاستخدام الآمن لهذه الأجهزة داخل الجسم، تمكنا من تقليل الجهد المطلوب لتشغيلها إلى قيم منخفضة للغاية”. “والأمر الأكثر أهمية هو أن هذه الأصفاد يمكن أن تغير شكلها في أي اتجاه ويمكن إعادة برمجتها. وهذا يعني أن الجراحين يمكنهم ضبط مدى ملاءمة الجهاز حول العصب حتى يحصلوا على أفضل النتائج في تسجيل العصب وتحفيزه.”

وأظهرت الاختبارات التي أجريت على الفئران أنه يمكن وضع الأصفاد بنجاح دون جراحة وتشكيل حلقة ذاتية الإغلاق حول العصب المستهدف. ويخطط الباحثون لمواصلة اختبار الأجهزة على نماذج حيوانية، ويأملون في بدء الاختبارات البشرية في السنوات المقبلة.

وقال بارون: “بهذا النهج، يمكننا الوصول إلى الأعصاب التي يصعب الوصول إليها بالجراحة المفتوحة، مثل الأعصاب التي تتحكم في الألم أو الرؤية أو السمع، ولكن دون الحاجة إلى زرع أي شيء في “داخل الدماغ”. “إن القدرة على وضع هذه الأصفاد بحيث تلتف حول الأعصاب تجعل هذا الإجراء أسهل بكثير للجراحين وأقل خطورة على المرضى.”

وقال مالياراس: “إن القدرة على صنع زرعة قادرة على تغيير الشكل من خلال التنشيط الكهربائي تفتح مجموعة من الاحتمالات المستقبلية للعلاجات المستهدفة للغاية”. “في المستقبل، قد نتمكن من الحصول على غرسات يمكنها التحرك عبر الجسم، أو حتى إلى الدماغ. وهذا يجعلك تحلم بكيفية استخدام التكنولوجيا لإفادة المرضى في المستقبل.”

تم دعم هذا البحث جزئيًا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية، وصندوق كامبريدج الاستئماني، ومجلس أبحاث العلوم الهندسية والفيزيائية (EPSRC)، وهو جزء من المملكة المتحدة للأبحاث والابتكار (UKRI).

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى