محققان گروه “اپتوژنتیک ” پژوهشکده لیزر و پلاسمای دانشگاه شهید بهشتی موفق به ساخت “پراب‌های نوری” با قابلیت ثبت و تحریک همزمان سیستم عصبی به نام “اپتورود” برای کنترل نوری سیستم‌های عصبی حیوان در حال حرکت شدند.
به گزارش آردی نیوز به نقل از ایسنا، دکتر محمداسماعیل زیبایی، استاد دانشگاه شهید بهشتی با اشاره به اینکه به‌کارگیری “اپتورود” در تکنیک اپتوژنتیک امکان مطالعه و کنترل عملکرد سلول‌های خاص در بافت‌های زنده را فراهم می‌کند، گفت: آزمایشات حیوانی تست “پراب‌های نوری” برای بهینه‌سازی “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 سلول‌های عصبی تشکیل شده و تجزیه و تحلیل فعالیت مغز با تفکیک‌پذیری تک سلولی می‌تواند به درک واقعی در مکانیسم مغز کمک کند، افزود: اما ثبت سیگنال الکتریکی از تک‌نورون خاص بسیار کوچک و جداسازی دقیق فعالیت تک‌سلولی برای حیوانات در حال حرکت آزاد، یک چالش به حساب می‌آید.
استاد دانشگاه شهید بهشتی اظهار کرد: روش‌های نوری از دقت بیشتر و آسیب‌رسانی کمتری نسبت به شیوه‌های الکتریکی در امر شناسایی، تشخیص و درمان بیماری‌های عصبی برخوردار بوده و ابزار مناسبی برای مطالعات علوم اعصاب است.
وی همچنین یادآور شد: برای اندازه‌گیری سیگنال‌های تک‌واحدی در حالت فعالیت آزاد، توسعه و ایجاد فناوری‌هایی برای کنترل دقیق موقعیت الکترود و پردازش سیگنال‌های عصبی در زمان واقعی مورد توجه محققان علوم اعصاب است.
وی اضافه کرد: یکی دیگر از چالش‌های ثبت سیگنال‌های تک‌واحدی مربوط به سیستم‌های ثبت و تقویت کننده‌های سیگنال است که دارای اندازه بزرگ و برای ایجاد ارتباط سیگنالی بین تقویت‌کننده و “اپتورود” نیازمند کابل است که قابلیت حمل آن توسط حیوان وجود ندارد.
به گفته وی، برای این منظور محققان آزمایشگاه “اپتوژنتیک” دانشگاه شهید بهشتی با همکاری دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران موفق به طراحی سیستم سیگنال تک‌واحدی با قابلیت حمل توسط حیوان شدند.
دکتر زیبائی با بیان اینکه ثبت سیگنال از مجموعه بزرگی از سلول‌های عصبی و تحریک عصبی با دقت مکانی و زمانی بالا از اهمیت ویژه‌ای در مطالعات دینامیک شبکه‌های عصبی در زمان واقعی برخوردار است، گفت: آرایه‌های الکترودی امکان پایش در حوزه وسیعی از نورون‌ها را فراهم می‌آورد و تحریک نوری سلول‌های عصبی که بصورت ژنتیکی، علامت‌گذاری و کانال‌های حساس نوری بر روی آنها ایجاد شده است، می‌تواند برای ایجاد اختلال‌های کنترل‌شده از بخش خاصی از مدارات عصبی بکار رود.
استاد دانشگاه شهید بهشتی همچنین یادآور شد: در آزمایشگاه اپتوژنتیک گروه پیشرو نوروفتونیک پژوهشکده لیزر و پلاسمای دانشگاه شهید بهشتی “اپتورودهای آرایه‌ای” با قابلیت ثبت آرایه‌ای 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 می‌تواند برای مطالعه رفتاری حیوان مورد استفاده قرار گیرد.
عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی در پایان ابراز امیدواری کرد که با توسعه تجهیزات نوری و با بکارگیری تکنیک اپتوژنتیک بتوان در آینده نزدیک راه‌های شناسایی، تشخیص و درمان بسیاری از بیماری‌های عصبی را ارائه کرد.