शोधकर्ताओं ने एक अति पतली, लचीली और न्यूनतम आक्रामक तंत्रिका जांच डिज़ाइन की है जो न केवल तंत्रिका गतिविधि को रिकॉर्ड कर सकती है बल्कि न्यूरॉन्स के विशिष्ट समूहों को उत्तेजित करने के लिए प्रकाश का उपयोग भी कर सकती है।
नेचर कम्युनिकेशंस में एक नए अध्ययन में बताया गया है, यह जांच मानव बाल की चौड़ाई का लगभग पांचवां हिस्सा है और तंत्रिका तंत्र के छोटे, गतिशील क्षेत्रों, जैसे रीढ़ की हड्डी या परिधीय तंत्रिकाओं (मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी के बाहर की नसें जो मस्तिष्क और शरीर के बाकी हिस्सों के बीच सूचना संचारित करती हैं) का अध्ययन करने के लिए उपयुक्त है।
यह वह जगह है जहां आपको एक बहुत छोटी, लचीली जांच की आवश्यकता होती है जिसे न्यूरॉन्स के साथ संबंध बनाने के लिए कशेरुकाओं के बीच प्रत्यारोपित किया जा सकता है और रीढ़ की हड्डी के हिलने पर झुक सकता है," संयुक्त राज्य अमेरिका में साल्क इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल स्टडीज में वेट एडवांस्ड बायोफोटोनिक्स सेंटर के एक एसोसिएट प्रोफेसर, वरिष्ठ लेखक एक्सल निम्मरजाहन ने कहा।
तंत्रिका जांच को लंबे समय तक भी प्रत्यारोपित किया जा सकता है क्योंकि वे जैविक ऊतकों के साथ अधिक संगत होते हैं और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने की संभावना कम होती है।
जैकब्स स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में नैनोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर और अध्ययन के सह-वरिष्ठ लेखक डोनाल्ड सिरकिस ने कहा, "क्रोनिक न्यूरल इंटरफेस के लिए, आपको एक गुप्त जांच की आवश्यकता होती है - कुछ ऐसा जो शरीर को पता भी नहीं चलता है लेकिन फिर भी न्यूरॉन्स के साथ संचार कर सकता है।" कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो में।
जो बात इस जांच को अन्य मौजूदा अति पतली, लचीली जांचों से अलग करती है, वह यह है कि इसमें एक विद्युत चैनल और एक ऑप्टिकल चैनल होता है, जो इसे न्यूरॉन्स की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने और न्यूरॉन्स के विशिष्ट समूहों को उत्तेजित करने के लिए प्रकाश का उपयोग करने में सक्षम बनाता है।
इतने छोटे फ़ुटप्रिंट में इस दोहरे मोड - विद्युत रिकॉर्डिंग और ऑप्टिकल उत्तेजना - का होना एक अनूठा संयोजन है," सिरबुली ने समझाया।
नई तंत्रिका जांच इंजीनियरिंग की एक चतुर उपलब्धि है।
विद्युत चैनल में एक अल्ट्राथिन पॉलिमर इलेक्ट्रोड (जो बिजली का संचालन कर सकता है) होता है, जबकि ऑप्टिकल चैनल में एक अल्ट्राथिन ऑप्टिकल फाइबर होता है जो प्रकाश संचारित करता है। दोनों को एक ही तंत्रिका जांच में डालने के लिए कुछ बहुत ही चतुर इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है।
केवल 8 से 14 माइक्रोन के व्यास वाले माइक्रोप्रोब में स्थापित होने के दौरान चैनलों को एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप करने से रोकने के लिए इन्सुलेट किया जाना चाहिए। शोधकर्ताओं को यह भी सुनिश्चित करना चाहिए कि जांचें लचीली, टिकाऊ, जैव-संगत हों और कला तंत्रिका जांचों की मौजूदा स्थिति के साथ-साथ प्रदर्शन करने में भी सक्षम हों।
एक बार निर्मित होने के बाद, तंत्रिका जांच को एक महीने तक जीवित चूहों के मस्तिष्क में प्रत्यारोपित किया जाता है, जिसके दौरान वे मस्तिष्क के ऊतकों में लगभग कोई सूजन नहीं पैदा करते हैं।
ये जांच उच्च संवेदनशीलता के साथ न्यूरॉन्स की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड कर सकती हैं और उनका उपयोग माउस कॉर्टेक्स में न्यूरॉन्स को उनकी मूंछों को हिलाने के लिए उत्तेजित करने के लिए भी किया जा सकता है।
वर्तमान में, हम इस बारे में बहुत कम जानते हैं कि रीढ़ की हड्डी कैसे काम करती है, यह सूचनाओं को कैसे संसाधित करती है, और कुछ रोग स्थितियों के तहत इसकी तंत्रिका गतिविधि कैसे बाधित या क्षतिग्रस्त हो जाती है," निम्मरजाहन ने कहा।
ऐसी गतिशील और छोटी संरचनाओं से रिकॉर्डिंग हमेशा एक तकनीकी चुनौती रही है। हमारा मानना है कि हमारी जांच और भविष्य की जांच सरणियों में रीढ़ की हड्डी का अध्ययन करने में मदद करने की अद्वितीय क्षमता है - न केवल इसे मौलिक स्तर पर समझने के लिए, बल्कि इसकी गतिविधि को विनियमित करने की क्षमता भी है।
इसके अलावा, चूंकि लगभग किसी भी लंबाई के माइक्रोफाइबर प्राप्त किए जा सकते हैं, विनिर्माण प्रक्रिया का उपयोग तंत्रिका जांच विकसित करने के लिए किया जा सकता है जो मस्तिष्क के गहरे क्षेत्रों तक पहुंच सकता है। हालाँकि, जैसे-जैसे लंबाई बढ़ने के साथ जांच की कठोरता कम होती जाती है, झुकने से रोकने के लिए डिज़ाइन - को बदलना आवश्यक हो सकता है जैसे घुलनशील चीनी कोटिंग या कठोर बहुलक परत -।
