اختراق الفيزيولوجية الكهربية لدراسات الدماغ السكري

نجح فريق بحثي في ​​عرض تقنية التسجيل العصبي منخفضة التدخل في أنسجة المخ لدى الفئران المصابة بداء السكري، وتم تحقيق ذلك باستخدام قطب إبرة صغير يبلغ قطره 4 ميكرومتر.

يعد تسجيل نشاط الخلايا العصبية داخل أنسجة المخ المصابة بالسكري أمرًا صعبًا بشكل خاص بسبب المضاعفات المختلفة، بما في ذلك تطور الأمراض الدماغية الوعائية.

وبسبب الميزة الكبيرة للقطب الإبرة المصغر مقارنة بالتقنيات التقليدية، قلل قطب الإبرة من إصابة الأنسجة ومكن من التسجيل المستقر لمدة شهر كامل، وفقا لما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.

نشر فريق البحث من معهد أبحاث الجيل التالي من أشباه الموصلات وعلوم الاستشعار في جامعة تويوهاشي للتكنولوجيا، والمعهد الوطني للتكنولوجيا، وكلية إيباراكي، وشركة TechnoPro R&D، نتائجهم في مجلة Biosensors and Bioelectronics.

مضاعفات السكري

من المعروف أن مرض السكري يسبب مضاعفات مختلفة، بما في ذلك تطور مرض الأوعية الدموية الدماغية، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمرض آلزهايمر بسبب مساهمته في تقليل الخلايا العصبية.

في دراسة أمراض الدماغ، يحمل التحليل الكمي من خلال تسجيل أنشطة الخلايا العصبية باستخدام الأقطاب الكهربائية الدقيقة إمكانات كبيرة.

ومع ذلك، من المتوقع أن يكون التسجيل من أدمغة مرضى السكري أكثر صعوبة من الأدمغة الطبيعية بسبب المضاعفات المرتبطة باختراق القطب الكهربائي.

نجح فريق البحث في مواجهة هذا التحدي من خلال تطوير تقنية تسجيل منخفضة التدخل.

وقال المؤلفون الأوائل للمقال، طالب الماجستير ريوكي ساندا، وكوجي ياماشيتا: «كان التحدي الذي واجهنا هو تطوير تقنية لتسجيل الأنشطة العصبية من نموذج فأر مصاب بالسكري، لقد حققنا هذا الهدف من خلال إظهار تقنية التسجيل العصبي باستخدام قطب كهربائي صغير يبلغ قطر طرفه 4 ميكرومتر، ونجحت تقنيتنا في تسجيل نشاط الخلايا العصبية في الفئران المصابة بالسكري».

وأضافا: «تشير هذه النتائج إلى أنه يمكن تطبيق القطب الكهربائي الخاص بنا على أنسجة المخ التالفة المختلفة، ليس فقط مرض السكري ولكن أيضًا أمراض أخرى».

يشرح البروفيسور تاكيشي كاوانو، قائد فريق البحث، الدافع وراء مشروعهم، قائلًا: «مرض السكري هو مرض معقد معروف بأنه يسبب مضاعفات مختلفة، وخاصة اضطرابات الأوعية الدموية، ويمكن أن تؤدي هذه الاضطرابات إلى الغرغرينا في الأطراف، مما يستلزم في النهاية البتر».

وأضاف: «إن تقنية واجهة الدماغ والآلة (BMI) تحمل وعدًا كبيرًا في مساعدة المرضى الذين فقدوا أطرافهم، وتمكينهم من التحكم في الأطراف الاصطناعية من خلال إشارات الدماغ. ومع ذلك، فإن اختراق الأقطاب الكهربائية التقليدية في أنسجة المخ المصابة بالسكري يسبب الضرر، مما يجعل تطبيق تقنية BMI.. إن هؤلاء المرضى أكثر خطورة من غيرهم. وإدراكًا لهذه الحاجة الماسة، أطلقنا مشروعًا لتطوير تقنية تسجيل منخفضة التدخل خصيصًا للمرضى الذين يعانون من اضطرابات الأوعية الدموية المرتبطة بالسكري».

فريق البحث واثق من أن تقنية التسجيل الخاصة بهم، والتي أثبتت نجاحها في الفئران المصابة بداء السكري، تحمل إمكانات كبيرة لتطبيقات أوسع.

علاوة على ذلك، يهدف الفريق إلى توسيع نطاق التكنولوجيا لتشمل نماذج حيوانية أخرى، بما في ذلك الفئران والقردة، لتسريع عملية تطوير الجيل التالي من مؤشرات كتلة الجسم بكفاءة أكبر وقابلية تطبيق أوسع.