درک بهتر مغز با بهبود کار کاوشگرهای “میکرو ال‌ای دی”

درک بهتر مغز با بهبود کار کاوشگرهای “میکرو ال‌ای دی”

733 403 نوفن حامی البرز

 

محققان آمریکایی توانستند برای مطالعه فعالیت مغز حیوانات زنده، عملکرد کاوشگرهای عصبی میکرو ال‌ای‌دی‌ را بهبود ببخشند.

در قرن اخیر، علم ” اپتوژنتیک” به پیشرفت تکنیک‌های تصویر برداری ، مطالعه و بررسی عملکردهای مغزی سرعت بخشیده‌ است.

این روش به دانشمندان اجازه می‌دهد با استفاده از نور، نورون‌های ویژه‌ای را در مغز حیوانات آزمایشگاهی فعال کند همچنین می‌تواند در بهبود بینایی موثر باشد.

محققان دانشگاه “میشیگان” در گذشته توانستند ریزترین منابع نوری را روی الکترودهای قابل کاشت در مغز توسعه دهند. این منابع نوری به اندازه‌ای کوچک هستند که حتی یک نورون را فعال کنند.

حال این محققان روشی توسعه داده‌اند که از این “میکروال‌ای‌دی‌ها” (microLED) محافظت می‌کند تا دخالتی برای الکترودهای احساسی ایجاد نکنند.

به لطف این فرآیند توسعه، محققان قادر خواهند بود سلول‌های عصبی را تحریک کنند و بلافاصله اقدامات مغز در واکنش به این اتفاقات را مشاهده کنند.

ترفند محققان این بود که به الکترودهای سیلیکون ماده ” بور” اضافه کنند تا رسانایی آن‌ها را افزایش داده و حساسیت آن‌ها به تداخل را کاهش دهند.

نتیجه این پیشرفت‌ها درک بهتر حافظه، تصمیم‌گیری و بیماری‌های گوناگون است. همینطور محققان می‌توانند نحوه پرداختن به چالش‌های پزشکی را هم بهتر درک کنند.

محققان با ترکیب راهبرد نوری و گرمایی موفق به ساخت زیست‌حسگری شدند که می‌تواند ویروس کرونا را با دقت بالایی شناسایی کند.
محققان چینی در Empa و ETH زوریخ روی اندازه‌گیری، تحلیل و کاهش ذرات آلاینده هوا نظیر آئروسل‌ها کار می‌کنند. با شیوع ویروس کرونا این گروه تصمیم گرفتند با تغییر راهبرد به سراغ ساخت حسگری بروند که بتواند به سرعت ویروس کووید ۱۹ را شناسایی کند.

آن‌ها پیش از شیوع کرونا نیز تحقیقاتی درباره حسگر‌ها انجام داده بودند، اما از اوایل ژانویه این تحقیقات سمت و سوی تازه‌ای پیدا کرد.

ساخت نانوحسگر تشخیص کرونا با استفاده از نانوجزیره های طلا
وانگ و همکارانش زیست‌حسگر نوری را ساختند که از دو راهبرد نوری و حرارتی برای تشخیص استفاده می‌کند. این حسگر براساس ساختار‌های ریز طلا موسوم به نانوجزیره‌های طلا ساخته شده است و روی این نانوجزیره‌ها، گیرنده‌های DNA که به‌صورت مصنوعی در آزمایشگاه ساخته شده و می‌تواند توالی ویژه‌ای از RNA را هدف قرار دهد، رشد داده شد. این گیرنده می‌توانند RNA ویروس کرونا را به‌صورت انتخابی تشخیص دهد، در واقع این رشته‌های DNA به‌صورت مکمل RNA ویروس هستند و در نتیجه این حسگر قادر به تشخیص ویروس است.

فناوری که این گروه تحقیقاتی از آن استفاده کردند LSPR نامیده می‌شود که در واقع رزونانس پلاسمون سطحی محلی است. این یک پدیده نوری بوده که روی سطح نانوساختار‌های فلزی اتفاق می‌افتد. زمانی که مولکول هدف به سطح ذره می‌چسبد، ضریب شکست محلی تغییر می‌کند و از روی تغییر ضریب شکست می‌توان شناسایی را انجام داد.

ترکیب دو راهبرد برای ساخت حسگر تشخیص ویروس کرونا

نکته مهم اینجا است که تنها رشته RNA مورد نظر به DNA متصل شود، این جایی است که حسگر دوم وارد عمل می‌شود و اثر گرمانوری پلاسمونی یا PPT در بخش دوم استفاده می‌شود که میزان اتصال ناخواسته را به حداقل می‌رساند.

عملکرد این بخش دوم به این شکل است که ترکیب رشته RNA با مکمل خود در فرآیندی موسوم به هیبریداسیون در دمای خاصی انجام می‌شود که در دما‌های پایین‌تر برخی رشته‌های غیرمکمل ممکن است به DNA متصل شوند، اما اگر دما بالاتر رود این اتصال ناخواسته و نامطلوب به حداقل می‌رسد. در نتیجه، با ترکیب روش گرمایی و نوری می‌توان دقت و حساسیت این روش را افزایش داد.

 

منبع: ایسنا