تقنية جديدة تساعد في علاج مرضى الاضطرابات العصبية

طور العلماء طريقة تحفيزية عصبية مخصصة للغاية، حيث طور فيها فريق البحث تقنية يمكنها طباعة نمط الحرارة على مقياس ميكرون، للتمكين من التحكم في الأنشطة الحيوية عن بعد .

تقنية جديدة تساعد في علاج مرضى الاضطرابات العصبية
قدم فريق من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا ( KAIST )، بابتكار طريقة تحفيزية عصبية عالية للتخصيص، طور فيها فريق البحث تقنية يمكنها طباعة نمط الحرارة على مقياس ميكرون للتمكين من التحكم في الأنشطة الحيوية عن بعد، حيث قام الباحثون بدمج تقنية الطباعة النافثة للحبر بدقة، مع الجسيمات النانوية الحرارية ذات الوظيفة الحيوية لتحقيق ” طريقة التحفيز العصبي الضوئية النانوية الحرارية “، ويتوقع رئيس فريق البحث البروفيسور يونكي نام في قسم الهندسة الحيوية والدماغ، أن يكون هذا بمثابة تقنية تمكينية لعلاج الحساسية النفسية و العصبية الشخصية الدقيقة، للمرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية .

التحفيز الضوئي الحراري
تستخدم طريقة التحفيز العصبي الضوئي الحراري التأثير الحراري البلازمي للمعدن النانوي لتعديل أنشطة الشبكات العصبية، فمع التأثير الحراري البلازمي يمكن للجسيمات المعدنية النانوية امتصاص طول موجي معين من الضوء المضاء لتوليد الحرارة بكفاءة، وقد اكتشف فريق البحث السلوك المثبط للأنشطة العفوية للخلايا العصبية عند التحفيز الضوئي الحراري منذ أربع سنوات، ومنذ ذلك الحين طوروا هذه التقنية للتحكم في السلوكيات المفرطة للخلايا العصبية والدوائر العصبية، والتي غالبا ما توجد في الاضطرابات العصبية مثل الصرع .

حول الدراسة
من أجل التغلب على القيود المفروضة على الانتقائية المكانية ودقة طريقة نانو الحرارية الضوئية المطورة سابقا، تبنى الفريق تقنية الطباعة بنفث الحبر للنموذج الجزئي للجسيمات النانوية البلاسمونيكية ( بضع عشرات من الميكرونات )، وأثبتت بنجاح أن النانو – الحرارية الضوئية يمكنها تطبيق التحفيز بشكل انتقائي وفقا للأنماط المطبوعة، وقد قام الباحثون بتطبيق طريقة طلاء متعدد الطبقات من طبقة إلى أخرى لطبع الركائز بطريقة تحسين دقة النموذج، وتحقيق التجميع الموحد للجزئيات النانوية، كما ساعد الجذب الكهروستاتيكي بين الجسيمات النانوية المطبوعة والطبقة المطلية بالطباعة استقرار الجسيمات النانوية المرفقة .

ونظرا لأن طلاء polyelectrolyte متوافق حيويا، فإن التجارب البيولوجية بما في ذلك استزراع الخلايا ممكنة مع التكنولوجيا المطورة في هذا العمل، وباستخدام جسيمات نانورود ذهبية مطبوعة في بضع عشرات من ميكرونات القرار على مساحة عدة سنتيمترات، أظهر الباحثون أن أنماط الحرارة المعقدة للغاية يمكن تشكيلها بدقة على ضوء الإضاءة وفقا لصورة الطباعة .

تأكيدات فريق البحث
أكد الفريق أن أنماط الحرارة المطبوعة يمكن أن تمنع بشكل انتقائي وفوري أنشطة عصبونات قرن آمون المستزرعة، وذلك عند إضاءة ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة، ونظرا لأن عملية الطباعة قابلة للتطبيق على ركائز رقيقة ومرنة، فإنه يمكن تطبيق التكنولوجيا بسهولة على أجهزة معالجة الاضطرابات العصبية القابلة للزرع والأجهزة القابلة للارتداء، ومن خلال تطبيق أنماط الحرارة بشكل انتقائي على المناطق الخلوية المرغوبة فقط، يمكن تطبيق العلاج العصبي الضوئي المخصص والشخصي على المرضى .

تصريحات الباحث الرئيسي في الدراسة ” يونكي نام “
صرح الباحث الرئيسي في الدراسة ورئيس الفريق يونكي نام من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا قائلا : ” إن حقيقة أن أي أنماط حرارة مطلوبة يمكن ببساطة طباعتها في أي مكان، يوسع قابلية تطبيق هذه التقنية في العديد من المجالات الهندسية، وفي الهندسة الحيوية يمكن تطبيق هذه التقنية على واجهات عصبية باستخدام الضوء والحرارة لتعديل الوظائف الفسيولوجية، على سبيل المثال : يمكن استخدام أنماط الحرارة المطبوعة كمفهوم جديد للتطبيقات المضادة للتزييف .

جدير بالذكر أن هذا العمل الذي قاده بالدرجة الأولى الدكتور هونغكي كانغ قد نشر في ACS Nano، وذلك في الخامس من فبراير الماضي للعام الجاري 2018 .

المصدر : ساينس ديلي