محققان دانشگاه شهید بهشتی موفق به ساخت «پراب های نوری» با قابلیت ثبت و تحریک همزمان سیستم عصبی «اپتورود» برای کنترل نوری سیستم های عصبی حیوان در حال حرکت شدند.
به گزارش آردی نیوز به نقل از ستاد توسعه علوم شناختی، محققان گروه اپتوژنتیک پژوهشکده لیزر و پلاسمای دانشگاه شهید بهشتی با حمایت ستاد علوم و فناوری های شناختی موفق به ساخت «پراب های نوری» با قابلیت ثبت و تحریک همزمان سیستم عصبی بنام «اپتورود» برای کنترل نوری سیستم های عصبی حیوان در حال حرکت شدند.
محمد اسماعیل زیبایی استاد دانشگاه شهید بهشتی با اشاره به اینکه به کارگیری اپتورود در تکنیک اپتوژنتیک امکان مطالعه و کنترل عملکرد سلول های خاص در بافت های زنده را فراهم می کند، گفت: آزمایشات حیوانی تست پرآب های نوری برای بهینه سازی اپتورودها در مرکز تحقیقات علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی با موفقیت انجام شده است.
وی با بیان اینکه مغز از انواع مختلفی از سلول های عصبی تشکیل شده و تجزیه و تحلیل فعالیت مغز با تفکیک پذیری تک سلولی می تواند به درک واقعی در مکانیسم مغز کمک کند، افزود: ثبت سیگنال الکتریکی از تک نورون خاص بسیار کوچک و جداسازی دقیق فعالیت تک سلولی برای حیوانات در حال حرکت آزاد، یک چالش به حساب می آید.
زیبایی تاکید کرد: روش های نوری از دقت بیشتر و آسیب رسانی کمتری نسبت به شیوه های الکتریکی در امر شناسایی، تشخیص و درمان بیماری های عصبی برخوردار بوده و ابزار مناسبی برای مطالعات علوم اعصاب است.
وی ادامه داد: برای اندازه گیری سیگنال های تک واحدی در حالت فعالیت آزاد، توسعه و ایجاد فناوری هایی برای کنترل دقیق موقعیت الکترود و پردازش سیگنال های عصبی در زمان واقعی مورد توجه محققان علوم اعصاب است.
استاد دانشگاه شهید بهشتی اضافه کرد: یکی دیگر از چالش های ثبت سیگنال های تک واحدی مربوط به سیستم های ثبت و تقویت کننده های سیگنال است که دارای اندازه بزرگ و برای ایجاد ارتباط سیگنالی بین تقویت کننده و اپتورود نیازمند کابل است که قابلیت حمل آن توسط حیوان وجود ندارد.
به گفته زیبایی برای این منظور محققان آزمایشگاه اپتوژنتیک دانشگاه شهید بهشتی با همکاری دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران موفق به طراحی سیستم سیگنال تک واحدی با قابلیت حمل توسط حیوان شدند.
وی با بیان اینکه ثبت سیگنال از مجموعه بزرگی از سلول های عصبی و تحریک عصبی با دقت مکانی و زمانی بالا از اهمیت ویژه ای در مطالعات دینامیک شبکه های عصبی در زمان واقعی برخوردار است، گفت: آرایه های الکترودی امکان پایش در حوزه وسیعی از نورون ها را فراهم می آورد و تحریک نوری سلول های عصبی که بصورت ژنتیکی علامت گذاری و کانال های حساس نوری بر روی آنها ایجاد شده است می تواند برای ایجاد اختلال های کنترل شده از بخش خاصی از مدارات عصبی به کار رود.
استاد دانشگاه شهید بهشتی گفت: درآزمایشگاه اپتوژنتیک گروه پیشرو نوروفوتونیک پژوهشکده لیزر و پلاسمای دانشگاه شهید بهشتی «اپتورودهای آرایه ای» با قابلیت ثبت آرایه ای و تحریک نوری بصورت همزمان از یک شبکه نورونی طراحی و ساخته شده است، بطوری که این «پراب» ترکیبی با ساختار میکرونی قابلیت کاشت بر روی جمجمه موش صحرایی را دارد و می تواند برای مطالعه رفتاری حیوان مورد استفاده قرارگیرد.
زیبایی تاکید کرد: با توسعه تجهیزات نوری و با بکارگیری تکنیک اپتوژنتیک می توان در آینده نزدیک راه های شناسایی، تشخصیص و درمان بسیاری از بیماری های عصبی را ارائه کرد.