22/08/24خلاصة
يُستخدم التحفيز الكهربائي عبر أقطاب كهربائية دقيقة باضعة بشكل شائع لعلاج مجموعة واسعة من الحالات العصبية والنفسية. ورغم نجاحه الباهر، إلا أن أداء التحفيز غير مستدام، إذ تُغلّف الأقطاب الكهربائية بالدباق نتيجة تفاعلات الأجسام الغريبة. يتغلب التحفيز المغناطيسي على هذه القيود من خلال الاستغناء عن الحاجة إلى تلامس المعدن مع القطب الكهربائي. نستعرض هنا محثًا لولبيًا دقيقًا جديدًا (80 ميكرومتر × 40 ميكرومتر) مزودًا بنواة مغناطيسية قادرة على تنشيط الأنسجة العصبية.
يتميز التحفيز المغناطيسي الدقيق القابل للزرع (µMS) بالعديد من المزايا مقارنةً بالتحفيز القائم على الأقطاب الكهربائية. وقد أتاحت لنا التحسينات في تقنية التصنيع النانوي إنتاج ملفات لولبية فائقة الصغر ذات أنوية مغناطيسية قادرة على توليد مجالات مغناطيسية أكبر، مع تغليفها بالكامل بغلاف متوافق حيويًا. وقد نجح هذا الملف اللولبي الدقيق الجديد في تنشيط الأنسجة العصبية، مما يُظهر إمكاناته كبديل عملي لأدوات الربط العصبي الحالية في مجال علم الأعصاب الأساسي والتطبيقات السريرية، مع العلم أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث.
الشكل (أ) الإعداد المستخدم لقياس كثافة التدفق المغناطيسي المنبعثة من الملف اللولبي الدقيق الجديد باستخدام نظام مصمم خصيصًا يعتمد على مستشعر ماسي NV. ب) تظهر نافذة المسح المستخدمة في الإعداد (أ). ج) الإعداد المستخدم لإثبات مفهوم µMS باستخدام الملفات اللولبية الدقيقة/الكبيرة في شرائح الدماغ الحادة.
الشكل . صورة مجهرية للفلورسنت لشريحة دماغ من فئران معدلة وراثيًا من نوع Thy1-GCaMP6s تُظهر التغير في الفلورسنت استجابةً لـ µMS عند استخدام ملف لولبي كبير (أعلى) وملف لولبي صغير (أسفل)
تحليل تكنولوجيا التصوير
الدايانا 400BSIاستُخدمت كاميرا لرصد صور مجهرية فلورية راديوية لشرائح دماغ فئران مُعدّلة وراثيًا. تتميز الكاميرا بتباين وحساسية جيدين، وتوفر كفاءة كمية ممتازة وضوضاء منخفضة عند أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية، كما يسمح وضع النطاق الديناميكي العالي 16 بت بتصوير المجال الساطع والفلورية حتى عندما تكون إشارة الفلورية منخفضة جدًا. يمكن رؤية تغيرات الإشعاع لأحجام مختلفة من الملفات اللولبية لشرائح دماغ الفأر بشكل بديهي في الصورة، وذلك لتحديد جدوى المخطط بشكل أولي. تُحوّل الملفات المليمترية ودون المليمترية التيار المطبق إلى تدفق مغناطيسي، مما يُحفّز تدرجًا في المجال الكهربائي قويًا بما يكفي لتحريك الأيونات ودفعها لاستشعار (أو تثبيط) استجابة الخلية العصبية.
المصدر المرجعي:
خليفة، أ.، زايمباشي، م.، تشو، تكس وآخرون. تطوير ملفات لولبية دقيقة الصنع ذات أنوية مغناطيسية للتحفيز العصبي الدقيق. مايكروسيست نانونج 7، 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
