2022/08/24خلاصة
يُستخدم التحفيز الكهربائي عبر الأقطاب الكهربائية الدقيقة الغازية على نطاق واسع لعلاج طيف واسع من الحالات العصبية والنفسية. ورغم نجاحه الملحوظ، فإن أداء التحفيز غير مستدام، إذ تُحاط الأقطاب الكهربائية بنسيج دِبقي نتيجةً لتفاعلات الجسم الغريب. يتغلب التحفيز المغناطيسي على هذه القيود من خلال الاستغناء عن الحاجة إلى تلامس معدني بين القطب الكهربائي والجسم. في هذه الدراسة، نعرض محثًا لولبيًا مصغرًا جديدًا (80 ميكرومتر × 40 ميكرومتر) مزودًا بنواة مغناطيسية، قادرًا على تنشيط الأنسجة العصبية.
يتميز التحفيز المغناطيسي الدقيق القابل للزرع (µMS) بعدة مزايا مقارنةً بالتحفيز القائم على الأقطاب الكهربائية. وقد أتاحت التطورات في تقنية التصنيع النانوي إمكانية ابتكار ملفات لولبية متناهية الصغر ذات نوى مغناطيسية قادرة على توليد مجالات مغناطيسية أكبر مع تغليفها بالكامل بطبقة متوافقة حيوياً. وقد نجح هذا الملف اللولبي المصنّع بتقنية النانو في تنشيط الأنسجة العصبية، مما يجعله بديلاً واعداً لأدوات التفاعل العصبي الحالية في تطبيقات علم الأعصاب الأساسية والسريرية، مع الحاجة إلى مزيد من البحث.
الشكل أ: الإعداد المستخدم لقياس كثافة التدفق المغناطيسي المنبعث من الملف اللولبي الدقيق الجديد باستخدام نظام مصمم خصيصًا يعتمد على مستشعر ماسي من نوع NV. الشكل ب: نافذة المسح المستخدمة في الإعداد (أ). الشكل ج: الإعداد المستخدم لإثبات مفهوم µMS باستخدام الملفات اللولبية الدقيقة/الكبيرة في شرائح دماغية حادة
الشكل. صورة مجهرية فلورية لشريحة دماغية من فئران معدلة وراثيًا تحمل جين Thy1-GCaMP6s، تُظهر التغير في الفلورة استجابةً لـ µMS عند استخدام ملف لولبي كبير (أعلى) وملف لولبي صغير (أسفل).
تحليل تكنولوجيا التصوير
الديانا 400BSIاستُخدمت كاميرا لمراقبة صور مجهرية فلورية إشعاعية لشرائح دماغ فئران معدلة وراثيًا. تتميز الكاميرا بتباين وحساسية عاليتين، وكفاءة كمية ممتازة، وضوضاء منخفضة عند أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية. كما يتيح وضع النطاق الديناميكي العالي ذو 16 بت تصوير المجال المضيء والفلورة حتى عند انخفاض إشارة الفلورة. ويمكن ملاحظة التغيرات الإشعاعية الناتجة عن أحجام مختلفة من الملفات اللولبية على شرائح دماغ الفأر بشكل واضح في الصورة، مما يسمح بتحديد جدوى هذه التقنية مبدئيًا. تقوم الملفات ذات الأقطار دون المليمترية والمليمترية بتحويل التيار المطبق إلى تدفق مغناطيسي، والذي بدوره يُحدث تدرجًا في المجال الكهربائي قويًا بما يكفي لتحريك الأيونات ودفعها لاستشعار (أو تثبيط) استجابة العصبون.
المصدر المرجعي":"
1. خليفة، أ.، زعيمباشي، م.، تشو، ت. إكس. وآخرون. تطوير ملفات لولبية دقيقة الصنع ذات نوى مغناطيسية لتحفيز الأعصاب المغناطيسي الدقيق. هندسة الأنظمة الدقيقة والنانوية 7، 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
