آزمایش جالب دانشگاه‌های سوئد روی گورخرماهی و زالو

پژوهشگران دانشگاه‌های لینشوپینگ، لوند و گوتنبرگ در سوئد موفق به رشد الکترود‌هایی در بافت زنده با استفاده از مولکول‌های بدن به عنوان محرک شده اند. این پژوهش که در نشریه ساینس منتشر شده است، مسیر را برای ایجاد مدار‌های الکترونیکی کاملا یکپارچه در موجودات زنده هموار می‌کند.

به گزارش عصر ایران، به گفته پروفسور مگنوس برگرن از دانشگاه لینشوپینگ، برای چندین دهه، تلاش کردیم دستگاه‌های الکترونیک بسازیم که زیست شناسی را تقلید کند. اکنون به زیست شناسی اجازه می‌دهیم دستگاه‌های الکترونیک را برای ما ایجاد کند.

چرا پر کردن شکاف بین الکترونیک و بافت بیولوژیکی اهمیت دارد؟

عملکرد‌های بیولوژیکی پیچیده زمانی قابل درک است که دستگاه‌های الکترونیک به بافت بیولوژیکی پیوند خورده باشند. از این طریق، امکان مبارزه با بیماری‌های مغز و توسعه رابط‌های بین انسان و ماشین فراهم می‌شود.

اما این شرایط غیرممکن بود، زیرا بیوالکترونیک‌های عادی دارای طراحی ثابت و ایستا هستند که ترکیب آن با سامانه‌های سیگنال بیولوژیکی زنده را غیرممکن می‌کند.

پژوهشگران سوئدی روشی را برای ایجاد مواد رسانای نرم و بدون بستر در بافت زنده به منظور پر کردن این شکاف توسعه داده اند. با تزریق این ژل آن‌ها توانستند الکترود‌هایی نرم را در بافت گورخرماهی و زالو رشد داده و از آن برای کنترل انقباض‌های عضلانی استفاده کنند.

این ژل از نوعی ماده شیمیایی به نام مونومر و آنزیم‌هایی که هنگام تجزیه قند‌ها موجب واکنش می‌شوند، ساخته شده است. آنزیم‌ها پراکسید هیدروژن تولید می‌کنند که با مونومر‌ها به گونه‌ای واکنش نشان می‌دهد که در یک پلیمر در داخل بدن ترکیب شده تا یک الکترود نرم و انعطاف‌پذیر شکل بگیرد.

پژوهشگران این ژل را به گونه‌ای طراحی کردند تا با قند‌هایی مانند گلوکز که در بافت‌های حیوانات وجود دارد، کار کند. پژوهشگران این ژل را روی گورخرماهی و زالو آزمایش کردند، زیرا آناتومی این حیوانات به خوبی شناخته شده است.

به گفته زنوفن استراکوساس، پژوهشگر در دانشگاه لوند و یکی از نویسندگان ارشد مطالعه، تماس با مواد بدن موجب تغییر ساختار ژل می‌شود و آن را به رسانای الکتریکی تبدیل می‌کند که پیش از تزریق این گونه نیست. با توجه به بافت، ما می‌توانیم ترکیب ژل را نیز تنظیم کنیم تا فرایند الکتریکی شکل بگیرد.

طی آزمایش‌هایی که در دانشگاه لوند انجام شد، تیم پژوهشی در تشکیل الکترود در مغز، قلب، و باله‌های دمی گورخرماهی و اطراف بافت عصبی زالو‌ها موفق بود. این در شرایطی بود که ژل تزریق شده و تشکیل الکترود روی حیوانات تاثیری نداشت.

به گفته پروفسور راجر اولسن از دانشگاه لوند، با ایجاد تغییرات هوشمندانه در شیمی، توانستیم الکترود‌هایی را ایجاد کنیم که توسط بافت مغز و سیستم ایمنی پذیرفته شدند. گورخرماهی یک مدل عالی برای مطالعه الکترود‌های ارگانیک در مغز است.

در همین راستا، ساخت مدار‌های الکترونیکی کاملا یکپارچه در موجودات زنده می‌تواند در بلند مدت امکان‌پذیر باشد.