علمی / ساخت سمعکی بدون پیل که از پرده گوش نیرو می‌گیرد

ايسنا / درون گوش داخلي تمام پستانداران يک پيل طبيعي قرار دارد که محفظه پر از يون‌هاي برق‌ساز براي هدايت علائم عصبي است. محققان اکنون نشان داده‌اند که از اين پيل طبيعي مي‌توان براي تامين نيروي دستگاه‌هاي الکترونيکي کاشتني استفاده کرد. اين دستگاهها در اساس براي نظارت بر فعاليت زيستي درون گوش افراد داراي مشکلات شنيداري يا تعادلي ساخته شده‌اند اما در آينده مي‌توان از آنها براي درمان نيز استفاده کرد. اين محققان الکترودها را در پيلهاي زيستي درون گوش خوکچه هندي کاشته و آنها را به دستگاههاي الکترونيکي با قدرت کم متصل کردند. پس از کاشت اين دستگاهها، خوکچه‌هاي هندي بطور طبيعي به آزمايشات شنيداري واکنش نشان داده و دستگاهها توانستند داده‌ها را در مورد شرايط شيميايي درون گوش به يک گيرنده خارجي ارسال کنند. گوش مانند دستگاه ضبط صوت، نيروي مکانيکي (لرزش‌هاي پرده گوش) را به يک علامت الکتريکي که مغز قادر به شناسايي آنهاست، تبديل مي‌کند. پيل زيستي که منبع اين جريان سيگنال بوده، در بخش حلزوني گوش قرار دارد. اين پيل از يک محفظه برخوردار است که با غشاي سلولي از هم جدا شده و عهده‌دار پمپاژ يون‌هاست. با ترکيب عدم تعادل در ميان يون‌هاي پتاسيم و سديم در هر سوي اين غشا با ترتيب خاص پمپها، يک ولتاژ الکتريکي ايجاد مي‌شود. اين بخش از بالاترين ميزان ولتاژ نسبت به ساير بخشهاي بدن در خارج از سلولها برخوردار بوده اما ميزان آن هنوز خيلي کم است و از اين رو دستگاهها با اين منبع تنها کسري از نيروي خود را بدست مي‌آورند. اين درحاليست که اگر قرار بود جريان بيشتري منتقل شود، قابليت گوش براي برقراري ارتباط با مغز دچار اختلال شده و افراد داراي اين کاشتها ممکن بود بخشي از شنوايي خود را از دست بدهند. محققان براي حذف اين مشکل از يک تراشه ويژه کم قدرت استفاده کردند که به يک فرستنده کم نيروي راديويي مجهز شده است. حتي در اين زمان براي اجراي مستقيم فرستنده با پيل زيستي درون گوش، تراشه با يک مدار تبديل کم نيرو، سازگار شد. اين محققان الکترودها را در هر سوي غشاي پيلهاي زيستي درون گوش خوکچه‌هاي هندي کاشتند. در آزمايشات اين مهندسان، خود تراشه در بيرون بدن خوکچه‌ها قرار داشت اما در صورت استفاده در انسان،‌اين تراشه بقدري کوچک بوده که مي‌توان آن را در حفره گوش مياني قرار داد. با وجود ساده‌سازي بسيار، مدار قدرت اين فناوري هنوز به ولتاژ بالاتر از حد ارائه شده توسط گوش براي اجرا نياز دارد. اگرچه اين دستگاه مي‌تواند اجرايي شود، اما براي اولين بار به کمک نياز دارد. محققان اين مشکل را با يک انفجار امواج راديويي حل کرده‌اند که قدرت اوليه براي آغاز به کار دستگاه را فراهم مي‌کند. اين پژوهش در مجله Nature Biotechnology منتشر شده است.