شبیه سازی فعالیت عصبی در مغز با استفاده از فناوری نانو - مجله سفرنامه مالزی

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، بیش از یک قرن است که دانشمندان علوم اعصاب از الکترود های شیشه ای یا فلزی برای مطالعه فعالیت نورون های مغز استفاده می کنند. با توجه به تعداد زیاد نورون های موجود در مغز، این روش ها در بهترین حالت باز هم محدود هستند.

در این میان مواد در مقیاس نانومتری دارای مزایای زیادی هستند که راه را برای پیشرفت های عمده در علوم اعصاب و پزشکی باز می کند.

عملکرد مغز انسان همیشه دانشمندان را مجذوب خود کرده است. با وجود پیشرفت های فراوان در علوم اعصاب، بسکمک از سوالات، از جمله آنچه باعث هوشکمک می شود و چه عواملی باعث بیماری های عصبی مانند آلزایمر می شود، بی پاسخ مانده است. فناوری نانو آماده است تا به محققان و دانشمندان در پاسخ به بسکمک از این سوالات کمک کند.

فروید امیدوار بود که روانشناسی را بر اساس درک رویداد های عصبی درون مغز بنا کند. با این حال، روش های مطالعه مغز در سطح فیزیولوژیکی محدود بود و هنوز راه زیادی برای شبیه سازی فعالیت مغز در سطح نورون وجود دارد. پیشرفت در این زمینه به ما در درک عملکرد مغز و درمان بیماری های عصبی کمک می کند.

نویسندگان این مقاله، NanoNeuro را به عنوان کاربرد نانومواد، نانوپروب ها و نانوالکترود ها در علوم عصبی توصیف می کنند. این نانومواد به ما کمک می کند تا مدار های عصبی را در مقیاس های فوق العاده کوچک بررسی کنیم. این دستگاه از همان فرایند هایی استفاده می کند که باعث کاهش ابعاد کامپیوتر ها از مقدار یک اتاق به مقدار یک تراشه در تلفن هوشمند شده است.

موادی مانند نانولوله های کربنی و گرافن دارای ویژگی های شیمیایی، حرارتی و مکانیکی منحصر به فردی هستند. در مقیاس کوانتومی، آن ها ویژگی های عجیب و غریب و عملکرد های کاملاً جدیدی از خود نشان می دهند.

نانوذرات پلاسمونی دارای ویژگی های نوری منحصر به فردی هستند که می توان از طریق شکل و مقدار آن ها را دستکاری کرد. آن ها می توانند برای شلیک نورون ها با درجه بالایی از دقت استفاده شوند.

نقاط کوانتومی نانوذراتی هستند که تحت میدان الکتریکی فلورسنت می کنند. این پدیده فلورسانس را می توان با تغییر میدان الکتریکی تعدیل کرد و فعالیت های نورون های فردی را آشکار کرد. آن ها می توانند جایگزین رنگ های فلورسنت شوند که در حال حاضر در تصویربرداری پزشکی استفاده می شود.

از آنجا که میدان های مغناطیسی روی بدن انسان اثر منفی نداشته و آسیبی به بدن نمی رساند، نانوذرات مغناطیسی می توانند در بافت مغز قرار داده شوند تا فعالیت عصبی را تعدیل کنند.

فناوری نانو یک فناوری امیدوارکننده برای قرن 21 است. این توانایی را دارد که علوم عصبی تئوریک را با مشاهده، دستکاری و کنترل ماده در مقیاس نانومتری به کاربرد های مفید تبدیل کند. این فناوری امکان بررسی فعالیت های عصبی در سطح زیر سلولی را فراهم می کند و درک ما را از عملکرد های مهم مغز به مقدار قابل توجهی بهبود می بخشد.