انقلاب جدید در ارتباط مغز و کامپیوتر؛ ایمپلنتی که بیش از ۱۸ ماه با عملکرد پایدار عمل کرد

یک گروه از محققان دانشگاه تسینگهوا، دانشگاه توکیو و مؤسسه علوم مغز شنژن‑هنگکنگ، موفق به طراحی یک آرایه الکترود قابل کاشت در مغز شده‌اند که به طرز قابل توجهی یکی از چالش‌های اصلی در ارتباطات مغز و کامپیوتر را رفع کرده است.

 

لازم به ذکر است که این چالش به ناهماهنگی فیزیکی بین الکترودهای فلزی سخت و بافت نرم مغز مربوط می‌شود که معمولاً منجر به التهاب‌های مزمن و کاهش کیفیت سیگنال‌های ارسالی می‌گردد.

 

طبق اطلاعات منتشر شده توسط ایتنا و به نقل از Interesting Engineering، این پژوهشگران از یک ماده جدید به نام «چیپ» ساخته شده بر پایه هیدروژل فوق‌انعطاف‌پذیر استفاده کرده‌اند که دارای خصوصیات رسانایی الکتریکی بالاست و در تماس با مایعات بدن دچار تورم نمی‌شود.

 

تیم تحقیقاتی با به کارگیری هیدروژل بر روی زیرلایه پیلین بسیار نازک و حکاکی آن به کمک تکنیک فوتولیتوگرافی، آرایه‌ای با ۱۲۸ کانال تولید کردند که تنها ۹ میکرومتر ضخامت دارد و از تار موی انسان نازک‌تر است.

 

این آرایه ویژگی‌های خاصی دارد، به‌طوری که دارای کانال‌های میکروسکوپی با چگالی داده‌ای به میزان ده برابر بیشتر از هر کاشت هیدروژلی قبلی است و رسانایی الکتریکی آن به ۲۵۱۲ زیمنس بر سانتی‌متر می‌رسد که قادر به ثبت نازک‌ترین سیگنال‌های سلولی می‌باشد.

 

محققان این آرایه را در مغز خرگوش‌ها قرار داده و به مدت بیش از ۵۵۰ روز، فعالیت عصبی را با دقت بسیار بالا ثبت کردند. حتی پس از گذشت ۱۸ ماه، نسبت سیگنال به نویز این آرایه همچنان ۹۴ درصد وضوح خود را در مقایسه با روز اول حفظ کرد.

 

تحلیل بافت مغز با روش رنگ‌آمیزی بافت‌شناسی، تقریباً هیچ نشانه‌ای از التهاب، واکنش ایمنی یا بافت اسکار قابل توجهی را نشان نداد.

این آرایه همچنین توانسته است هزار بار کشش سی‌درصدی را تحمل کرده و در تمامی این مدت، عملکرد الکتریکی پایداری با تغییرات کمتر از چهار درصد از خود نشان دهد.

 

شایان ذکر است که رابط‌های مغز و رایانه به سرعت در حال گسترش هستند، اما پایداری آن‌ها در درون بدن همواره به عنوان یک ضعف محسوب می‌شود.