آزمایش جالب دانشگاه های سوئد روی گورخرماهی و زالو

با تزریق ژلی حاوی آنزیم هایی به عنوان مولکول های مونتاژ، پژوهشگران توانسته اند الکترودهایی را در بافت گورخرماهی و زالو رشد دهند.

عصر ایران - پژوهشگران دانشگاه های لینشوپینگ، لوند و گوتنبرگ در سوئد موفق به رشد الکترودهایی در بافت زنده با استفاده از مولکول های 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 می کند.

به گفته پروفسور مگنوس برگرن از دانشگاه لینشوپینگ، برای چندین دهه، تلاش کردیم دستگاه های الکترونیک بسازیم که زیست شناسی را تقلید کند. اکنون به زیست ‌شناسی اجازه می دهیم دستگاه های 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 دستگاه های الکترونیک به بافت بیولوژیکی پیوند خورده باشند. از این طریق، امکان مبارزه با بیماری های مغز و توسعه رابط های بین انسان و ماشین فراهم می شود.

اما این شرایط غیرممکن بود زیرا بیوالکترونیک های عادی دارای طراحی ثابت و ایستا هستند که ترکیب آن با سامانه های سیگنال بیولوژیکی زنده را غیرممکن می کند.

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 انقباض های عضلانی استفاده کنند.

این ژل از نوعی ماده شیمیایی به نام مونومر و آنزیم هایی که هنگام تجزیه قندها موجب واکنش می شوند، ساخته شده است. آنزیم ها پراکسید هیدروژن تولید می کنند که با مونومرها به گونه ای واکنش نشان می دهد که در یک پلیمر در داخل بدن ترکیب شده تا یک الکترود نرم و انعطاف‌پذیر شکل بگیرد.

پژوهشگران این ژل را به گونه ای طراحی کردند تا با قندهایی مانند گلوکز که در بافت های 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 می شود و آن را به رسانای الکتریکی تبدیل می کند که پیش از تزریق این گونه نیست. با توجه به بافت، ما می توانیم ترکیب ژل را نیز تنظیم کنیم تا فرایند الکتریکی شکل بگیرد.

طی آزمایش هایی که در دانشگاه لوند انجام شد، تیم پژوهشی در تشکیل الکترود در مغز، قلب، و باله های 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 می تواند در بلند مدت امکان‌پذیر باشد.