تصور کنید درمان بیماری‌های پیچیده مغزی مانند آلزایمر یا تومورها، دیگر نیازی به بازکردن جمجمه و جراحی‌های پرخطر نداشته باشد و فقط با یک تزریق ساده در بازو انجام شود. این رؤیایی است که پژوهشگران دانشگاه MIT با ابداع یک فناوری جدید گامی بزرگ به سوی تحقق آن برداشته‌اند.

بخش مهم فناوری جدید دانشمندان MIT، دستگاه‌های الکترونیکی بی‌سیم بسیار ریز در ابعاد زیرسلولی است. این تراشه‌ها آنقدر کوچک‌اند که اندازه آنها حدود یک‌میلیاردم دانه برنج است. اما جادوی اصلی نحوه رسیدن آنها به مغز است.

پژوهشگران این تراشه‌ها را با سلول‌های ایمنی زنده بدن به نام مونوسیت ترکیب می‌کنند تا یک ساختار هیبریدی (سلولی-الکترونیکی) بسازند. این سلول‌های هیبریدی پس از تزریق به جریان خون، دو قابلیت خواهند داشت:

1. می‌توانند به‌سلامت از سد خونی-مغزی که مانع ورود اکثر داروها و اجسام خارجی به مغز می‌شود، عبور کنند.
2. به‌طور طبیعی به سمت نواحی دارای التهاب در بدن جذب می‌شوند. از آنجا که التهاب یکی از نشانه‌های اصلی بسیاری از بیماری‌های عصبی و تومورهاست، این سلول‌ها تراشه‌ها را مستقیماً به محل بیماری می‌برند و در آنجا ساکن می‌شوند.

درمان بیماری‌های مغزی با تراشه‌های تزریقی

یکی از مشکلات اصلی ایمپلنت‌های مغزی منبع تغذیه آنهاست. تراشه‌های جدید MIT نیاز به باتری داخلی ندارند. آنها با استفاده از اصل فتوولتائیک (تبدیل نور به الکتریسیته) طراحی شده‌اند و می‌توانند انرژی مورد نیاز خود را به‌صورت بی‌سیم دریافت کنند.

پزشکان می‌توانند با تاباندن نور لیزر مادون قرمز نزدیک از بیرون جمجمه این تراشه‌ها را فعال کنند. پس از فعال‌سازی، تراشه‌ها پالس‌های الکتریکی دقیق و متمرکزی را به سلول‌های عصبی اطراف ارسال می‌کنند تا فعالیت آنها را تنظیم یا درمان کنند.

از سویی، روش‌های فعلی کاشت الکترود در مغز (مانند آنچه در درمان پارکینسون یا صرع استفاده می‌شود) نیازمند جراحی‌های باز هستند. این جراحی‌ها نه‌تنها بسیار گران‌قیمت‌ و برای میلیاردها نفر در جهان غیرقابل دسترس هستند، بلکه ممکن است باعث عفونت و آسیب به بافت سالم مغز شوند. فناوری جدید MIT این موانع را از میان برمی‌دارد. تراشه‌ها به دلیل اندازه نانومتری خود، آسیبی به نورون‌ها نمی‌رسانند و دقت تحریک آن‌ها بسیار بالاتر از الکترودهای معمولی است.

محققان معتقدند این فناوری پتانسیل درمان طیف وسیعی از اختلالات را دارد. کاربردهای احتمالی این فناوری عبارت‌اند از:

• بیماری‌های تحلیل‌برنده عصبی مانند آلزایمر و ام‌اس.
• اختلالات روانی مانند افسردگی‌های مقاوم به درمان.
• تومورهای مغزی به‌ویژه تومورهای کشنده‌ای مانند «گلیوبلاستوما» که جراحی آنها دشوار است.
• کنترل سیگنال‌های درد به‌صورت موضعی.

علاوه‌بر مغز، این فناوری می‌تواند در آینده برای سایر اعضای بدن نیز توسعه یابد و حتی به‌عنوان ضربان‌سازهای بی‌سیم قلب مورد استفاده قرار گیرد. محققان از طریق استارتاپی به نام Cahira Technologies درحال تجاری‌سازی این فناوری است. آنها امیدوارند که بتوانند ظرف سه سال آینده وارد مرحله کارآزمایی بالینی روی انسان شوند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Biotechnology منتشر شده است.