ابداع دستگاهی پیچ و تاب‌دار برای کنترل فعالیت مغز از داخل کانال گوش

یک دستگاه پیچ و تاب دار قادر است فعالیت مغز را از داخل کانال گوش کنترل کند.

به گزارش ایسنا به نقل از نیو اطلس، رابط های مغز و رایانه (BCI) که برای اهداف مفید متعددی ساخته میشوند، معمولاً از الکترودهای کاشته شده در پوست سر یا حتی کاشته شده در مغز استفاده می کنند. با این حال، یک رابط مغز و رایانه جدید و کم تهاجمی می تواند به سادگی در مجرای گوش بیمار در صورت لزوم قرار گیرد.

این دستگاه آزمایشی که توسط گروهی از دانشمندان دانشگاه شینهوا (Tsinghua) در چین ساخته شده است، اسپیرال ای (SpiralE) نام گرفته است.

اسپیرال ای با تنها ۵۰ میلی متر طول و ۳ میلی متر عرض، به شکل یک نوار مستطیلی چند لایه نازک است که از دو لایه پلیمر حافظه دار، یک لایه تحریک پذیر الکتروگرمایی و یک لایه EEG (الکتروانسفالوگرام) تشکیل شده است.

این نوار در ابتدا به خوبی پیچانده می شود و سپس به راحتی در مجرای گوش بیمار قرار می گیرد.

زمانی که این دستگاه در جای خود قرار گرفت، در معرض یک میدان الکتریکی خارجی قرار می گیرد و فرآیند گرمایش در لایه تحریک پذیر الکتروگرمایی آن آغاز می شود. سپس گرمای تولید شده باعث می شود که پلیمرهای حافظه دار نوار سعی کنند به حالت صاف و بدون پیچ خوردگی برگردند.

در نتیجه، نوار شروع به باز شدن می کند، اما در ساختاری با پیچ خوردگی کم تر در دیواره های داخلی مجرای گوش نگه داشته می شود. بنابراین، لایه الکترود EEG آن بر روی پوست کانال گوش فشرده می شود، جایی که می تواند سیگنال های الکتریکی مغز را به راحتی بخواند.

پلیمرهای حافظه دار (SMPs) مواد هوشمند پلیمری هستند که هرگاه یک محرک خارجی مانند تغییر دما به آن ها القا شود، توانایی بازگشت از حالت تغییر شکل یافته (شکل موقت) به شکل اصلی و اولیه (دائمی) خود را دارند.

نکته مهم این است که از آنجایی که SpiralE متناسب با شکل منحصر به فرد کانال گوش هر شخص گسترش می یابد، همیشه یک تناسب سفارشی را ارائه می دهد و بعنوان یک مزیت اضافی، چون اساساً یک مارپیچ توخالی است که امواج صوتی را مسدود نمی کند، طبق گزارش ها بر شنوایی بیمار تأثیری نخواهد گذاشت.

همچنین برداشتن آن صرفاً با کشیدن یا پیچاندن آرام آن به سمت بیرون قابل انجام است.

استفاده از این دستگاه در آزمایش های آزمایشگاهی برای دوره های طولانی، راحت گزارش شده است و ثابت شده که تا ۹۵ درصد در تشخیص فعالیت مغز داوطلبان دقیق است.

دانشمندان امیدوارند که در نهایت از این دستگاه در کاربردهایی مانند تشخیص صرع (epilepsy) یا خواب آلودگی یا نظارت بر الگوهای خواب بیماران استفاده شود.

این پژوهش توسط ژوهنگ وانگ (Zhouheng Wang) رهبری شده و به تازگی در مجله Nature Communications منتشر شده است.