نهایت علم elmend

ایمپلنت مغزی كه توسط میدان های مغناطیسی كنترل می شود

ایمپلنت مغزی كه توسط میدان های مغناطیسی كنترل می شود

به گزارش نهایت علم كاشت یا ایمپلنت های عصبی امكان دارد گزینه های درمانی مناسبی برای خیلی از بیماری ها همچون بیماری پاركینسون و صرع باشند؛ اما یكی از نكاتی كه باید ذكر كرد، این است كه چنین دستگاه هایی می بایست برای مدت زمان طولانی در شرایط سخت در جمجمه كار كنند. یكی از چالش هایی كه پزشكان با آن رو به رو هستند، مساله تأمین نیروی این ایمپلنت ها است و مشكل دیگر آنها هم برقراری ارتباط با این ایمپلنت ها برای كنترل عملكرد آنها است.


به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از مدگجت، در حال حاضر این كار به صورت معمول با استفاده از سیم ها انجام می شود، اما سیم هایی كه از بافت ها عبور می كنند و به بیرون نفوذ می كنند، به علل مختلف بسیار مشكل ساز هستند. حالا مهندسان "دانشگاه رایس" (Rice University) اخیرا از ایمپلنت عصبی رونمایی كرده اند كه نیروی آن توسط یك میدان مغناطیسی خارجی می تواند تامین گردد. این فناوری كه در "كنفرانس بین المللی مدارهای حالت جامد در سانفرانسیسكو" (International Solid-State Circuits Conference in San Francisco) عرضه شده است، امكان دارد بر بعضی از آزاردهنده ترین و محدودكننده ترین جنبه های واسط های مغز و كامپیوتر موجود، محرك ها و سایر كاشت های عصبی غلبه كند.

واسط مغز و كامپیوتر از مجموعه ای از حسگرها و اجزای پردازش سیگنال تشكیل می شود كه فعالیت مغزی فرد را مستقیماً به یك سری سیگنال های ارتباطی یا كنترلی تبدیل می كند. در این سامانه ابتدا باید امواج مغزی را با استفاده از دستگاه های ثبت امواج مغزی ثبت نمود كه معمولاً به علت دقت زمانی بالا و ارزان بودن و همینطور استفاده آسان، از الكتروانسفالوگرافی برای ثبت امواج مغزی استفاده می شود. الكترودهای الكتروانسفالوگرافی در سطح پوست سر قرار می گیرند و میدان الكتریكی حاصل از فعالیت نورون ها را اندازه گیری می كنند. در مرحله بعد این امواج بررسی شده و خصوصیت های موردنظر استخراج می شود و از روی این خصوصیت ها می توان حدس زد كه كاربر چه فعالیتی را در نظر دارد.

دستگاه جدید، "مگ نی" (MagNI) نام دارد و مخفف كلمه "كاشت عصبی مگنوالكتریك" است. این دستگاه از مبدل های مگنوالكتریك برای تبدیل یك میدان مغناطیسی به سرعت در حال تغییر به یك جریان الكتریكی استفاده می نماید. ازاین رو می توان از كمربند یا وسیله دیگری كه به بدن در نزدیكی محل قرارگیری ایمپلنت قرار می گیرد، برای تأمین نیرو بهره برد.

"كایوان یانگ" (Kaiyuan Yang) یكی از توسعه دهندگان دستگاه مذكور در بیانیه مطبوعاتی دانشگاه رایس، اظهار داشت: دانشمندان برای اولین بار موفق به استفاده از یك میدان مغناطیسی برای تأمین نیروی ایمپلنت و همینطور برنامه ریزی كاشت شده اند. با ادغام مبدل های مگنوالكتریك با فناوری های سی ماس یا نیم رسانای اكسید-فلز مُكمِّل (Complementary Metal-Oxide Semiconductor، CMOS) ما یك پلت فرم بیوالكتریك برای خیلی از برنامه ها فراهم می نماییم. سی ماس برای كارهای پردازش سیگنال قدرتمند، كارآمد و ارزان است.

سی ماس یا نیم رسانای اكسید-فلز مُكمِّل (Complementary Metal-Oxide Semiconductor، CMOS) نوعی فرآیند ساخت ماس فِت است كه از ماس فِت های مكمل و قرینه نوع-N و نوع-P برای ساخت درگاه های منطقی استفاده می شود. ماس فِت یا ترانزیستور اثرِ میدانیِ نیمه رسانای اكسید-فلز (metal–oxide semiconductor field effect transistor ٫ MOSFET) معروف ترین ترانزیستور اثر میدان در مدارهای الكترونیك آنالوگ و دیجیتال است. اصطلاح اكسید-فلز را نباید به اشتباه اكسیدِ فلز خواند. دلیل این نام گذاری این است كه در ساختمان این ترانزیستور، یك لایه اكسیدِ سیلیسیوم (SiO2) در زیر اتصال فلزیِ پایه گِیت قرار گرفته است.

مزیت استفاده از میدان های مغناطیسی برای تأمین انرژی و كنترل ایمپلنت این است كه بعنوان مثال آنها سبب گرم شدن بافت ها به اندازه اشعه نوری یا اتصال القایی نمی شوند. در مقایسه با امواج فراصوت، سیگنال های این دستگاه بسیار بهتر است و ازاین رو می توان از آن برای برنامه ریزی یك دستگاه كاشته شده در اعماق بدن استفاده نمود. این دستگاه از سه قسمت ساخته شده است؛ بخش اول شامل یك قطعه مگنوالكتریك است كه طی آن مغناطیس به برق تبدیل می شود و بخش دوم تراشه سیماس و بخش سوم هم یك خازن ذخیره انرژی الكتریكی است.

در حال حاضر از این دستگاه در یك آزمایشگاه برای تحریك حیوان " Hydra vulgaris " (یك حیوان شبیه به اختاپوس) بهره برده اند.




1398/12/07
11:28:21
5.0 / 5
2415
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۳ بعلاوه ۲
دوستان سایت نهایت علم
نهایت علم