تمكن فريق بحثي من مؤسسة كوريا المتقدمة للعلم والتكنولوجيا “كايست” (KAIST) من تصميم شريحة تغرس في أدمغة الفئران لفترات طويلة من الوقت دون استبدال البطارية، حيث يُمكن أن تُشحن لاسلكيا من خارج الجسم. وبحسب الدراسة، التي نشرت في دورية “نيتشر كوميونيكشنز Nature Communications” وأعلنت المؤسسة عنها في بيان رسمي يوم 26 يناير/ كانون الثاني الماضي، فإن هذا النوع من الشرائح كان يواجه مشكلة أساسية تتعلق بالطاقة، حيث يجب أن تزال تلك الشرائح من أدمغة الفئران عبر عمليات جراحية من حين لآخر، ثم شحنها وإعادتها بعملية جراحية أخرى.

دائرة التحكم

وللوصول لتلك النتائج قام الفريق بتصنيع هذه الشريحة من بوليمرات فائقة النعومة، ومتوافقة مع الأنسجة في جسم الفأر لفترات طويلة زمنيا، كذلك فإنها مزودة بمصابيح ضوئية، بأحجام ميكرومترية، مثبتة بدورها على مجسات فائقة النحافة، بسمك شعرة الإنسان. وتهدف هذه الشرائح إلى التحكم في دوائر الدماغ، عبر التحكم لاسلكيا في خلايا عصبية محددة. ومعلوم أن إثارة الخلايا العصبية تتم عبر سيالات الشحنات الكهربية التي تسري في الدماغ بطريقة طبيعية. وفي حالة تلك الشريحة فإن الضوء يقوم بهذا الدور، مما يمكنه من التحكم في مناطق بعينها داخل الدماغ.

ولتمكين الشحن اللاسلكي للبطارية الخاصة بتلك الشريحة، طور الباحثون دائرة كهربية صغيرة تدمج حصّادة طاقة لاسلكية مع هوائي وشريحة “بلوتوث” منخفضة الطاقة، بحيث يمكن للمجال المغناطيسي الخارج منها أن يخترق الأنسجة بشكل آمن. شريحة البلوتوث المدمجة في هذه الدائرة تضفي تحكما أسهل بالخلايا العصبية عبر هواتف ذكية يحملها الباحثون الذين يقومون خلالها ببرمجة نبضات الضوء لأداء وظائف بعينها.

حسب الطلب

وبحسب الدراسة، فقد اختبر الفريق البحثي هذه الشرائح الدماغية بنجاح في الفئران، فأظهرت قدرتها على قمع السلوك الناجم عن حقن الكوكايين، وخلال تلك العمليات أمكن إعادة شحن البطارية الموجودة في الشريحة بشكل متكرر في وقت كانت الفئران تتصرف بحرية.

وقد يعتقد القارئ أن ذلك يعني تحكما شاملا في الدماغ، بحيث يمكن عمل تحكم شامل بسلوك كائن حي ما (فأر التجارب هنا) لكن ذلك غير صحيح، فعمليات التحكم هنا يُقصد بها دوائر عصبية محددة تختص بوظائف دقيقة. لهذا السبب، فإن هذا النوع من الإجراءات التجريبية عادة ما يستخدم لغرض بحثي، أي فهم آلية عمل خلايا معينة بأدمغة الفئران عبر التحكم بها سواء بالاستثارة أو التثبيط ثم دراسة سلوك الكائن الحي، الأمر الذي قد يساعد على تطوير علاجات أفضل لحالات طبية دماغية لدى البشر مازالت معقدة وغير مفهومة بعد.

الجزيرة