2023 Автор: Bailey Leapman | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-05-20 22:54
Ийкемдүү электрондук мембраналар мээ изилдөөчүлөрүнүн көптөн берки дилеммасын жеңе алат: мээ клеткалары физикалык травмага кандай жооп кайтарарын көзөмөлдөгөн электроддорду кыйратпастан, лабораторияда жаракаттарды кантип кайталоо керек.
Принстон университетинин, Колумбия университетинин жана Кембридж университетинин инженерлер тобу тарабынан иштелип чыккан мембраналар катуу баш травмаларын симуляциялоо үчүн колдонулган капыстан созулууга туруштук бере алган микроэлектроддорго ээ. Системалар мээнин жаракатын мурда мүмкүн болгонго караганда алда канча терең изилдөөгө мүмкүндүк берет жана жаракат алгандан кийин дароо мүнөттөр жана сааттарда жакшыраак дарылоого алып келиши мүмкүн. Иш ошондой эле медицинанын башка тармактарына, анын ичинде жаңы муундагы протездерге, ошондой эле сансыз өнөр жай жана аскердик колдонмолорго да таасирин тийгизет.
“Бул келечектин электроникасынын дароо колдонулушу, - деди Принстондогу электр инженериясынын профессору Сигурд Вагнер. Вагнер жана Принстондогу мурдагы докторантура изилдөөчүсү Стефани Лакур Улуттук Ден-соолук Институту тарабынан каржыланган мээни изилдөө үчүн микроэлектроддордун ийкемдүү массивдерин иштеп чыгуу долбоорунун бир бөлүгү. Колумбиянын биомедициналык инженерия боюнча профессорунун ассистенти Барклай Моррисон III жетектеген топтун мүчөлөрү 9-13-апрелде Сан-Францискодогу Материалдарды Изилдөө Коомунун конференциясында өз иштерин сунушташат.
Мээнин травматикалык жаракатын изилдөөнүн учурдагы ыкмалары чектелген, анткени жазууну алуу үчүн клеткага электрод киргизүү, зондду алып салуу, клетканы жарадар кылуу, андан кийин зондду ошол эле камерага кайра киргизүү дээрлик мүмкүн эмес, Моррисон билдирди. Бул чектөөдөн улам, изилдөөчүлөр клетка өлүмү сыяктуу жаракаттын башка суррогат маркерлерине таянышат.
"Мээнин травматикалык жаракатына келсек, клетканы өлтүргөндөн башка жолдор менен мээге көп функционалдык зыян келтириши мүмкүн" деди Моррисон. "Нейрондор дагы эле тирүү болушу мүмкүн, бирок туура иштебейт", бул комадан тартып эпилепсияга чейин көйгөйлөргө алып келет.
Бул туура эмес иштеген нейрондорду эми чоюлма мембраналардагы электроддор аркылуу баалоого болот. Мээ клеткалары ийкемдүү бетке жайгаштырылып, өсүүгө уруксат берилгенден кийин, изилдөөчүлөр алардын нормалдуу активдүүлүгүн өлчөшөт. Андан кийин мембрана күтүлбөгөн жерден чоюлуп, баштапкы абалына кайтарылат. Соккуга туруштук берип, мембранага орнотулган электроддор мээнин травмасынын алдындагы жана кийинки сүрөттү камсыз кылуу менен клетканын активдүүлүгүн көзөмөлдөөнү улантышат.
Келечектеги иштер бул өлчөөлөрдү тактоо үчүн улантылат, ошондой эле жаракат алган окуялар учурунда клеткалардан окууларды алууга аракет кылат, деди Моррисон. Ийкемдүү электроддор мээ кыртышына электрдик киргизүүнү камсыз кылуу үчүн да колдонулушу мүмкүн жана бир күнү травмадан жабыркаган мээ клеткаларын үйрөнүүгө түрткү бериши мүмкүн. Бул технология ошондой эле нерв, булчуң жана скелет ткандарын инженериялоо үчүн келечектүү колдонмолорго ээ. Мисалы, Моррисондун айтымында, электроддор лабораторияда өскөн жүрөк кыртышын стимулданганда туура жыйрылышына үйрөтүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
Жаңы мембраналар Лакурдун Принстондогу Вагнердин лабораториясында жасаган иштеринин негизинде түзүлөт. Лакур азыр Англиядагы Кембридж университетинде неврология үчүн ийкемдүү электроника боюнча изилдөөлөрдү башкарат. Ал Technology Review журналы тарабынан таанылып, аны 2006-жылы 35 жашка чейинки 35 алдыңкы инноваторлордун тизмесине кошкон.
Биргелешип, инженерлер резина сымал мембранага орнотулган салттуу жарым өткөргүчтөрдүн кичинекей бөлүктөрүн жука алтын бөлүкчөлөрү менен бириктирүү аркылуу биринчи жумушчу созула турган схемаларды түзүштү. Чынжырлар чоюлганда да электр тогун өткөрүү жөндөмүн сактап калган.
Ийкемдүү мембраналар боюнча изилдөөлөр да электрондук шаймандарды адамдын нерв системасына туташтыруудагы көптөн бери келе жаткан көйгөйгө салым кошот, деди Вагнер. Мисалы, протездик аппараттар тийүүнү жана температураны сезген жана ал маалыматты адамдын табигый мүчөсү сыяктуу мээге кайра жөнөтүүчү электрондук "тери" менен капталышы мүмкүн.
“Электроника менен тирүү кыртыштын ортосундагы интерфейстин негизги көйгөйү – электроника катуу, кыртыштар жумшак”, - деди ал, нерв клеткалары азыркы кездеги катуу электроддор менен тийгенде тез кыжырданарын белгиледи. Келечектеги аппараттар адамдын клеткаларына зыян келтирбестен, тирүү кыртыш менен ийкемдүү болот деген үмүт бар.
