22/08/24תַקצִיר
גירוי חשמלי באמצעות מיקרו-אלקטרודות פולשניות משמש בדרך כלל לטיפול במגוון רחב של מצבים נוירולוגיים ופסיכיאטריים. למרות הצלחתו המדהימה, ביצועי הגירוי אינם בני קיימא מכיוון שהאלקטרודות הופכות לכמוסות על ידי גליוזיס עקב תגובות של גוף זר. גירוי מגנטי מתגבר על מגבלות אלו על ידי ביטול הצורך במגע מתכת-אלקטרודה. כאן, אנו מדגימים משרן סולנואיד חדשני מיוצר במיקרו (80 מיקרומטר × 40 מיקרומטר) עם ליבה מגנטית שיכולה להפעיל רקמה עצבית.
לגירוי מיקרומגנטי מושתל (µMS) מספר יתרונות על פני גירוי מבוסס אלקטרודות. שיפורים בטכנולוגיית הננו-ייצור אפשרו לנו ליצור סולנואידים זעירים במיוחד עם ליבות מגנטיות שיכולות לייצר שדות מגנטיים גדולים יותר תוך שהם עטופים לחלוטין בציפוי ביו-תואם. סולנואידים מיקרו-מפוברקים חדשניים הפעילו בהצלחה רקמת עצבים ולכן מציגים פוטנציאל כחלופה בת קיימא לכלי ממשק עצבי קיימים עבור מדעי המוח הבסיסיים ויישומים קליניים, אם כי נדרש מחקר נוסף.
איור א. המערכת המשמשת למדידת צפיפות השטף המגנטי הנפלטת מהמיקרו-סולנואיד החדש באמצעות מערכת מותאמת אישית המבוססת על חיישן יהלום NV. ב. חלון הסריקה מוצג בשימוש בהתקנה (א). ג. המערכת השתמשה בהוכחת היתכנות של µMS באמצעות המיקרו/מקרו-סולנואידים בפרוסות מוח חריפות.
איור. מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי של פרוסת מוח מעכברים טרנסגניים Thy1-GCaMP6s המציג את השינוי בפלואורסצנציה בתגובה ל-µMS בעת שימוש במקרוסולנואיד (עליון) ובמיקרוסולנואיד (למטה).
ניתוח טכנולוגיית הדמיה
הדיאנה 400BSIהמצלמה שימשה לצפייה בתמונות מיקרוסקופיות רדיו-פלואורסצנטיות של פרוסות מוח של עכברים טרנסגניים. יש לה ניגודיות ורגישות טובים, יעילות קוונטית מצוינת ורעש נמוך באורכי גל UV, ומצב 16 סיביות בעל טווח דינמי גבוה מאפשר הדמיה של שדה בהיר ופלואורסצנציה גם כאשר אות הפלואורסצנציה נמוך מאוד. ניתן לראות באופן אינטואיטיבי את שינויי הקרינה של סולנואידים בגדלים שונים לפרוסות מוח של עכברים בתמונה, על מנת לקבוע באופן ראשוני את היתכנות התוכנית. סלילים תת-מילימטריים ומילימטריים ממירים את הזרם המופעל לשטף מגנטי, אשר לאחר מכן גורם לשדה חשמלי גרדיאנט חזק מספיק כדי להזיז יונים ולדחוף אותם לחוש (או לדכא) את תגובת הנוירון.
מקור ההפניה：
1. ח'ליפה, א., זאימבאשי, מ., ג'ואו, טקסס ואחרים. פיתוח סולנואידים מיקרו-מפוברקים עם ליבות מגנטיות לגירוי עצבי מיקרומגנטי. Microsyst Nanoeng 7, 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
