كيف يستخدم العلماء الهاتف الذكي للتحكم في إيصال الأدوية إلى الدماغ؟
أعلن علماء هذا الأسبوع في سابقة هي الأولى من نوعها عن تطوير جهاز جديد لاسلكي يمكن التحكم فيه عن طريق الهاتف الذكي لإيصال الأدوية والضوء إلى الدماغ، ولديه القدرة على العمل لفترة طويلة.
ونُشرت دراسة بمجلة "نايتشر بيوميدكال إنجينيرنغ" في الخامس من أغسطس/آب، وقام فريق يضم باحثين من كوريا الجنوبية والولايات المتحدة بصنع جهاز عصبي يعمل لا سلكيا يمكن التحكم فيه عن طريق الهاتف الذكي، مزود بخراطيش تمكن الباحثين من نقل الدواء والضوء فترة طويلة بشكل مباشر إلى أدمغة الفئران.
ويعتبر علم البصريات الوراثي حقلا ناشئا في التكنولوجيا الحيوية ويستخدم الضوء والجينات للتحكم في خلايا الأنسجة الحية مثل الخلايا العصبية.
آفاق لتطوير الأدوية
وحسب رازا كازي وهو المؤلف الرئيسي لهذه الدراسة وباحث بالمعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا في كوريا الجنوبية وجامعة كولورادو بولدر، فإنه "أول جهاز عصبي لاسلكي قادر على نقل الأدوية والضوء إلى خلايا الدماغ فترات زمنية طويلة".
ووفق مايكل بروتشاس، وهو مؤلف مشارك بهذه الدراسة وأستاذ في التخدير وطب الألم وعلم الصيدلة بجامعة واشنطن مدرسة الطب، فإن "هذا الجهاز يسمح لنا بتشريح أساس دوائر السلوك العصبي بشكل أفضل، وكيف يمكن لأجهزة تعديل الخلايا العصبية في الدماغ ضبط السلوك بطرق مختلفة".
وأوضحت الكاتبة أن هذا الجهاز العصبي مزود بخراطيش دواء قابلة للاستبدال والتوصيل والتشغيل، ومسبار ناعم ورقيق للغاية، ووحدة بلوتوث لاسلكية يمكن التحكم فيها عن طريق الهاتف الذكي.
ويسمح تصميم الخرطوشة للباحثين باختبار إمداد لا محدود من الدواء دون إجراء عمليات جراحية إضافية أو استبدال الزرع العصبي.
ويمكن للمسبار نقل أربعة أنواع مختلفة من الأدوية ونوعين مختلفين من الأطوال الموجية للضوء عميقا داخل أنسجة دماغ الفئران الحية. ويعتبر هذا الجهاز العصبي من الموائع البصرية الدقيقة، ويتم تفعيل المضخات حراريا لنقل الأدوية إلى الدماغ.
وقد كتب الباحثون في تقريرهم أن التصميم يسهل استخدام الجهاز فترة طويلة مما يمكن من دراسة الدوائر العصبية على المدى الطويل، مع السماح بوصول الدواء والضوء بشكل متكرر وسليم للمنطقة نفسها من خلال إجراء عملية جراحية واحدة فقط.
وقال أستاذ الهندسة الكهربائية بالمعهد الكوري الجنوبي المتقدم للعلوم والتكنولوجيا "حاولنا جعل التحكم اللاسلكي في الدماغ بسيطا قدر الإمكان".
وهذا الجهاز العصبي متناهي الصغر مزود بشريحة بلوتوث قوية، لذلك يمكننا من دون استخدام أي معدات خاصة ضخمة ومكلفة التحكم في دوائر الدماغ العصبية بكل سهولة من خلال الهاتف الذكي.
وهذه العملية ليست سهلة فحسب، وإنما تمكن أيضا من التحكم في دوائر الدماغ بدقة عالية. ويمكن لهذه التكنولوجيا إلى حد كبير أن تسهل الأبحاث التي تعنى بالدماغ للكشف عن مختلف أمراض الدماغ مثل مرض باركنسون والإدمان والاكتئاب.
وبوجود هذا الجهاز العصبي القادر على نقل الدواء والضوء، بات الباحثون الآن يملكون أداة قوية من شأنها أن تساعد على تسريع نسق الأبحاث التي تتمحور حول الدماغ لاكتشاف وتطوير الأدوية، وهو إنجاز قد يسرع مستقبلا الابتكار في علم الأعصاب وطب النفس العصبي والتكنولوجيا الحيوية والصيدلة وعلوم الحياة والرعاية الصحية.