هفته دفاع مقدس
جهش تولید
امروز : جمعه 04 مهر 1399
  • 99/05/08 - 08:03
  • 501
  • زمان مطالعه : 3 دقیقه

کاشتنی‌های مغزی

امیر مسعود سوداگر*

یک ریزسامانه قابل کاشت در مغز یا کاشتنی مغزی می‌تواند برای ثبت فعالیت‌های سامانه عصبی، برای مثال دریافت فرمان از قشر حرکتی، یا تحریک ناحیه‌ای از مغز مانند قشر بینایی برای القای مفاهیم تصویری مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از چنین افزاره‌هایی به عنوان یکی از کاراترین روش‌ها برای برقراری ارتباط با مغز با دقت مکانی بسیار بالا شناخته می شود که امید می رود در آینده ای نه چندان دور موجب موفقیت‌های چشمگیری در درمان بیماری‌هایی مانند بیماری پارکینسون و صرع و همچنین کمک به حل مشکلاتی مانند فلج، نابینایی و ناشنوایی شود.

طراحی و پیاده سازی ریزسامانه‌های قابل کاشت در بدن فعالیتی چندرشته‌ای  است. در حوزه مهندسی برق، طراحی مدارهای الکترونیکی آنالوگ و دیجیتال، مدارهای فرستنده و گیرنده.

چندرشته‌ای بودن این زمینه صرفا به حیطه فنی و مهندسی محدود نمی‌شود. برای دستیابی به یک کاشتنی مغزی، فعالیت‌های مهندسی ذکر شده به صورتی تنگاتنگ با بررسی‌ها و ملاحظات تخصصی پزشکی و علوم زیستی همراه است. مسائل مربوط به جراحی و کاشت این افزاره‌ها، و همچنین مطالعات زیست سازگاری و تعامل دوسویه میان آنها و بافت‌های زنده، از جمله مسائلی است که بر عهده گروه‌های تخصصی جراحی و علوم پزشکی است.
همانگونه که در بالا اشاره شد، طراحی، ساخت، آزمایش، و به کارگیری یک ریزافزاره قابل کاشت در بدن نتیجه همکاری گروه‌های تخصصی مهندسی در یک سو و گروه‌های متخصص پزشکی وعلوم پزشکی در سوی دیگر است. به علاوه، هنگامی که یک کاشتنی مغزی با هدف کاربردهای شناختی طراحی و ساخته می‌شود، حضور گروه‌های تخصصی علوم شناختی در متن پروژه اجتناب ناپذیر خواهد بود.
طرح مسئله، انجام بررسی‌ها و ارائۀ پیشنهادهای احتمالی از دیدگاه پیکرشناسی و زیست شناسی برای محل کاشت و نیز نوع سیگنال‌ها و پردازش‌های مورد نیاز و بالاخره اجرای آزمون‌های سنجش و اندازه گیری، نقش انکارناپذیر گروه‌های متخصص در علوم شناختی را برای دستیابی به یک ریزسامانه کاشتنی در مغز برای کاربردهای شناختی نشان می‌دهد.

برای آن که یک سامانه قابلیت کاشته شدن در بدن و به طور خاص در مغز را پیدا کند لازم است شرایط زیر را داشته باشد:

شکل و اندازه:  کوچک بودن یکی از شرایط غیرقابل انکار برای یک ریزسامانه قابل کاشت در بدن است و کاشتنی‌های مغزی نیز از این امر مستثنی نیستند. به علاوه، لازم است شکل هندسی سامانه نیز به گونه‌ای باشد که با مکان کاشت آن انطباق داشته باشد.

عملکرد بیسیم:  به دلایلی مانند ریسک عفونت، امکان قطع شدگی اتصالات و آسیب به سامانه و همچنین محدودیت در حرکت و زندگی عادی فرد، ریزسامانه‌های قابل کاشت و به طور خاص کاشتنی‌های مغزی نمی‌توانند از طریق سیم و اتصالات فیزیکی با دنیای خارج مرتبط باشند. از این رو، ارتباط اینگونه سامانه‌ها با دنیای خارج برای ارسال یا دریافت اطلاعات، به صورت بیسیم است.

مصرف انرژی:  از آن جهت که اینگونه سامانه‌ها در اندازه‌های بسیار کوچک ساخته می‌شوند، امکان تعبیه باتری‌هایی در آنها که انرژی مورد نیاز برای عملکرد طولانی مدت آنها را در خود ذخیره کند، وجود ندارد. به همین دلیل، این سامانه‌ها یا از باتری‌های بسیار کوچک و نسبتاً کم ظرفیت استفاده می‌کنند یا اصولاً انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را به صورت بیسیم از دنیای خارج دریافت می کنند. از این رو در طراحی مدارهای داخلی این سامانه‌ها نهایت تلاش انجام می‌شود تا به توان الکتریکی کمی نیاز داشته باشند.

*عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

  • گروه خبری : اخبار,یادداشت ها,برگزیده ها
  • کد خبر : 69103
کلمات کلیدی

0 نظر برای این مطلب وجود دارد

نظر دهید

متن درون تصویر امنیتی را وارد نمائید:

متن درون تصویر را در جعبه متن زیر وارد نمائید *

شخصی سازی

انتخاب رنگ

اندازه فونت