علم

باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يبتكرون زراعة عصبية من الألياف

باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يبتكرون زراعة عصبية من الألياف


طور فريق من الباحثين بقيادة طلاب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أليافًا قابلة للزرع تشبه المطاط يمكن استخدامها لتكرار الخلايا العصبية في النخاع الشوكي وربما استعادة الوظيفة.

تظل إصابات الحبل الشوكي من أصعب الإصابات في جسم الإنسان أو حتى إصلاحها. 31 زوجًا من الأعصاب الشوكية في الحبل الشوكي تنثني وتمتد بطريقة فريدة. كل عام ، هناك 12000 حالة إصابة جديدة بالحبل الشوكي في الولايات المتحدة وحدها. لم يعتقد العلماء أبدًا أن لديهم أداة لاستعادة النخاع الشوكي إلى أقصى إمكاناته. ابتكر باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نوعًا غير مسبوق من الألياف التي يمكن أن تنثني وتمتد مثل أي عصب آخر. كما أنه يسلم نبضات ضوئية وتوصيلات كهربائية من المخ إلى الجسم بسهولة.

[مصدر الصورة: ويكيميديا ​​كومنز]

احتاج الفريق ، المؤلف من طلاب الدراسات العليا في الترجمة الآلية وغيرهم من الباحثين من جامعة واشنطن وجامعة أكسفورد ، إلى مركب مرن يمكن أن يتمدد بشكل رقيق. لاحظ الفريق أن العديد من اللدائن التي لاحظها الفريق لا يمكن سحبها إلى ألياف رفيعة أضيق من الشعر.

[مصدر الصورة: لو وبارك وآخرون ؛ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا]

قالت البروفيسور بولينا أنيكيفا إن الحبل الشوكي الرقيق يتحمل 12 في المائة خلال الاستخدام اليومي.

وقالت: "لا تحتاج حتى للدخول في وضع" الكلب الهابط "[وضع اليوغا] لإجراء مثل هذه التغييرات". "كان الهدف تقليد تمدد ونعومة ومرونة الحبل الشوكي. يمكنك مطابقة المرونة بالمطاط. لكن سحب المطاط صعب - معظمهم يذوب فقط."

استقر الفريق على مادة مرنة شفافة تم إنشاؤها حديثًا. يمكن أن ينقل الموجات الضوئية ، مع بعض التعديلات ، يرسل إشارات كهربائية. قام الباحثون بتغليف المادة المطاطية في شبكة من الأسلاك النانوية ، مما يمنحها خصائص موصلة. أفادت Anikeeva وفريقها أن الألياف يمكن أن تتمدد لتصل إلى ضعف ألياف الحبل التقليدي - ما بين 20 إلى 30 بالمائة.

وأشارت إلى أنها "مرنة للغاية ، ويمكنك استخدامها لعمل الغرز وإعطاء الضوء في نفس الوقت".

اختبر الباحثون الألياف بنجاح على الفئران ، وأعادوا الحركة إلى الوضع "الطبيعي". إنهم يريدون توسيع نطاق البحث ليشمل الثدييات الأكبر حجمًا. الحيوانات الأكبر حجمًا تعني أليافًا عصبية أكبر ، وبالتالي ، خيوط مطاطية أقوى. ومع ذلك ، قد يعني هذا أيضًا أنه يتعين على الفريق إعادة تصميم التوازن بين المرونة والقوة لكل حيوان أكبر حجمًا بشكل تدريجي. لا توجد أيضًا تقنية موجودة مسبقًا يمكن للفريق أن يرتد نظرياتها.

قال تشي (أليس) ، طالب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، إنه على الرغم من التحديات ، لا يزال الفريق متفائلاً.

قال لو: "نحن أول من طور شيئًا يتيح التسجيل الكهربائي المتزامن والتحفيز البصري في الحبال الشوكية للفئران التي تتحرك بحرية". "لذلك نأمل أن يفتح عملنا آفاقًا جديدة لأبحاث علم الأعصاب."

هذه ليست أول تجربة لـ Anikeeva مع قيادة فريق الهندسة العصبية. في الشهر الماضي ، ساعد أستاذ التطوير الوظيفي وطالب الدراسات العليا Seongjiun Park فريقًا في إنشاء ألياف صغيرة بما يكفي لتقليد نشاط الدماغ. تتمتع ألياف الدماغ بالنعومة والمرونة ، على غرار ألياف النخاع الشوكي السميكة. كما يبلغ عرضها 200 ميكرومتر فقط. نجح المشروع السابق أيضًا في نقل الإشارات الضوئية والكهربائية والكيميائية بين الدماغ وبقية الجسم.

راجع أيضًا: أطلق Elon Musk "Neuralink" لدمج الدماغ البشري مع أجهزة الكمبيوتر

مصدر أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا


شاهد الفيديو: بوسطن الحياة و العمل Boston