ایمپلنت مغزی انعطافپذیر چینی با الهام از کیریگامی رونمایی شد
محققان چینی از توسعه یک ایمپلنت مغزی جدید با قابلیت انعطافپذیری بالا خبر دادند که با الهام از هنر کیریگامی، شاخهای از اوریگامی که شامل برش و تا کردن است، ساخته شده است. هدف از طراحی این ایمپلنت، غلبه بر مشکل اصلی رابطهای مغز و رایانه (BCI) یعنی سفتی و عدم انطباق با حرکت مداوم مغز در اثر تنفس و ضربان قلب است.
بر اساس دادههای منتشرشده در ایسنا، به گزارش بخش اقتصاد وبانگاه، این ایمپلنت جدید از تکنیک کیریگامی بهره میبرد. در این روش، برشها و تاخوردگیهای استراتژیک به یک ورق صاف اضافه میشود تا هنگام کشش یا انقباض، ساختار سهبعدی پیچیده ایجاد شود؛ این امر به مواد اجازه میدهد بدون شکستگی، کشیده و خم شوند.
رابطهای مغز و رایانه کنونی، از جمله نمونههای توسعهیافته توسط نورالینک، برای ثبت سیگنالهای عصبی از رشتههای الکترودی استفاده میکنند که در مغز کاشته میشوند. با این حال، این ساختارها به مرور زمان به دلیل حرکت طبیعی مغز، جابجا شده یا جمع میشوند و این مسئله باعث کاهش کیفیت سیگنال، التهاب یا آسیب بافتی میشود.
فانگ یینگ، پژوهشگر ارشد مؤسسه تحقیقات مغز چین، اظهار داشت که آنها پس از مشاهده خطر جمعشدگی الکترودهای انعطافپذیر در اثر حرکت مغز، به دنبال رویکردهای جدیدی برای کاهش خطر بیرون کشیده شدن الکترودها بودند. تیم آکادمی علوم چین برای حل این چالش، نخهای الکترود BCI را به شکل مارپیچی با الهام از هنر باستانی تا کردن کاغذ ژاپنی طراحی کرد.
مزیت ساختار مارپیچی این است که میتواند کشیده و فشرده شود و به جای مقاومت در برابر حرکت مغز، آن را جذب کند. این امر همچنین فشار مکانیکی وارد بر بافت مغز را کاهش میدهد. علاوه بر این، ایمپلنت هنگام کاشت بر روی یک لایه هیدروژل قرار میگیرد تا اصطکاک و آسیب بافتی در حین استقرار به حداقل رسیده و به عنوان یک حائل در برابر حرکت مغز عمل کند.
در آزمایشها بر روی میمونهای ماکاک، این رابط مغز و رایانه اوریگامی توانست فعالیت بیش از ۷۰۰ نورون قشر مغز را به طور همزمان ثبت کند. نتایج نشان داد که این BCI جدید، ناحیه نسبتاً بزرگی از مغز را پوشش میدهد، سیگنالهای پایداری را حفظ میکند و جابجایی بسیار کمتری نسبت به طرحهای سنتی از خود نشان میدهد.
این فناوری برای کاربردهایی چون کمک به بیماران فلج برای کنترل اندامهای رباتیک، بازیابی گفتار، درمان اختلالات عصبی و بهبود تواناییهای شناختی اهمیت حیاتی دارد. اگر این رویکرد جدید بتواند مشکل اتصال پایدار را حل کند، دوام طولانیمدت رابطهای مغز و رایانه تضمین خواهد شد. این مطالعه در مجله نیچر الکترونیکس منتشر شده است.