«ایمپلنت مغزی»که توسط میدان‌های مغناطیسی کنترل می‌شود

ايسنا/ کاشت يا ايمپلنت‌هاي عصبي ممکن است گزينه‌هاي درماني مناسبي براي بسياري از بيماري‌ها از جمله بيماري پارکينسون و صرع باشند؛ اما يکي از نکاتي که بايد ذکر کرد، اين است که چنين دستگاه‌هايي مي‌بايست براي مدت زمان طولاني در شرايط سخت در جمجمه کار کنند. يکي از چالش‌هايي که پزشکان با آن رو به رو هستند، مسئله تامين نيروي اين ايمپلنت‌ها است و مشکل ديگر آنها نيز برقراري ارتباط با اين ايمپلنت‌ها براي کنترل عملکرد آنها است. در حال حاضر اين کار به طور معمول با استفاده از سيم‌ها انجام مي‌شود، اما سيم‌هايي که از بافت‌ها عبور مي‌کنند و به بيرون نفوذ مي‌کنند، به دلايل مختلف بسيار مشکل‌ساز هستند. اکنون مهندسان "دانشگاه رايس" (Rice University) به تازگي از ايمپلنت عصبي رونمايي کرده‌اند که نيروي آن توسط يک ميدان مغناطيسي خارجي مي‌تواند تامين شود. اين فناوري که در "کنفرانس بين‌المللي مدارهاي حالت جامد در سانفرانسيسکو" (International Solid-State Circuits Conference in San Francisco) ارائه شده است، ممکن است بر برخي از آزاردهنده‌ترين و محدودکننده‌ترين جنبه‌هاي واسط‌هاي مغز و رايانه موجود، محرک‌ها و ساير کاشت‌هاي عصبي غلبه کند. واسط مغز و رايانه از مجموعه‌اي از حسگرها و اجزاي پردازش سيگنال تشکيل مي‌شود که فعاليت مغزي فرد را مستقيماً به يک‌سري سيگنال‌هاي ارتباطي يا کنترلي تبديل مي‌کند. در اين سامانه ابتدا بايد امواج مغزي را با استفاده از دستگاه‌هاي ثبت امواج مغزي ثبت کرد که معمولاً به دليل دقت زماني بالا و ارزان بودن و همچنين استفاده آسان، از الکتروانسفالوگرافي براي ثبت امواج مغزي استفاده مي‌شود. الکترودهاي الکتروانسفالوگرافي در سطح پوست سر قرار مي‌گيرند و ميدان الکتريکي حاصل از فعاليت نورون‌ها را اندازه‌گيري مي‌کنند. در مرحله بعد اين امواج بررسي شده و ويژگي‌هاي موردنظر استخراج مي‌شود و از روي اين ويژگي‌ها مي‌توان حدس زد که کاربر چه فعاليتي را در نظر دارد. دستگاه جديد، "مگ ني" (MagNI) نام دارد و مخفف کلمه "کاشت عصبي مگنوالکتريک" است. اين دستگاه از مبدل‌هاي مگنوالکتريک براي تبديل يک ميدان مغناطيسي به سرعت در حال تغيير به يک جريان الکتريکي استفاده مي‌کند. از اين رو مي‌توان از کمربند يا وسيله ديگري که به بدن در نزديکي محل قرارگيري ايمپلنت قرار مي‌گيرد، براي تامين نيرو استفاده کرد. "کايوان يانگ" (Kaiyuan Yang) يکي از توسعه‌دهندگان دستگاه مذکور در بيانيه مطبوعاتي دانشگاه رايس، گفت: دانشمندان براي نخستين بار موفق به استفاده از يک ميدان مغناطيسي براي تامين نيروي ايمپلنت و همچنين برنامه‌ريزي کاشت شده‌اند. با ادغام مبدل‌هاي مگنوالکتريک با فناوري‌هاي سي‌ماس يا نيم‌رساناي اکسيد-فلز مُکمِّل (Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS) ما يک پلتفرم بيوالکتريک براي بسياري از برنامه‌ها فراهم مي‌کنيم. سي‌ماس براي کارهاي پردازش سيگنال قدرتمند، کارآمد و ارزان است. سي‌ماس يا نيم‌رساناي اکسيد-فلز مُکمِّل (Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS) نوعي فرايند ساخت ماس‌فِت است که از ماس‌فِت‌هاي مکمل و قرينه نوع-N و نوع-P براي ساخت درگاه‌هاي منطقي استفاده مي‌شود. ماس‌فِت يا ترانزيستور اثرِ ميدانيِ نيمه‌رساناي اکسيد-فلز (metal–oxide semiconductor field effect transistor ٫ MOSFET) معروف‌ترين ترانزيستور اثر ميدان در مدارهاي الکترونيک آنالوگ و ديجيتال است. اصطلاح اکسيد-فلز را نبايد به اشتباه اکسيدِ فلز خواند. دليل اين نام‌گذاري اين است که در ساختمان اين ترانزيستور، يک لايه اکسيدِ سيليسيوم (SiO2) در زير اتصال فلزيِ پايه گِيت قرار گرفته است. مزيت استفاده از ميدان‌هاي مغناطيسي براي تامين انرژي و کنترل ايمپلنت اين است که به عنوان مثال آنها باعث گرم شدن بافت‌ها به اندازه اشعه نوري يا اتصال القايي نمي‌شوند. در مقايسه با امواج فراصوت، سيگنال‌هاي اين دستگاه بسيار بهتر است و بنابراين مي‌توان از آن براي برنامه‌ريزي يک دستگاه کاشته شده در اعماق بدن استفاده کرد. اين دستگاه از سه قسمت ساخته شده است؛ بخش اول شامل يک قطعه مگنوالکتريک است که طي آن مغناطيس به برق تبديل مي‌شود و بخش دوم تراشه سيماس و بخش سوم نيز يک خازن ذخيره انرژي الکتريکي است. در حال حاضر از اين دستگاه در يک آزمايشگاه براي تحريک حيوان " Hydra vulgaris " (يک حيوان شبيه به اختاپوس) استفاده کرده‌اند. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد