علماء يصممون مستشعرا لاسلكيا قابلا للحقن لمراقبة إشارات الدماغ

ووهان 6 يونيو 2024 (شينخوا) صمم فريق من الباحثين من الصين وسنغافورة مستشعرا مصغرا قابلا للزرع يتمكن من إجراء مراقبة لاسلكية بالموجات فوق الصوتية للإشارات داخل الجمجمة البشرية.

وفي المراقبة السريرية للمؤشرات الفيزيولوجية مثل الضغط داخل الجمجمة، يتطلب استخدام أجهزة الاستشعار السلكية التقليدية إجراء عملية زراعة جراحية. بالإضافة إلى ذلك، فإن أجهزة الاستشعار اللاسلكية المتوفرة حاليا كبيرة نسبيا في الحجم وتتطلب جراحة طفيفة التوغل لاستخدامها.

وقام الباحثون من جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا وجامعة نانيانغ التكنولوجية بتطوير مستشعر مكعب بالهيدروجيل، يبلغ حجمه مليمترين فقط، ويمكن زرعه في المساحة داخل الجمجمة باستخدام إبرة ثقب.

وبعد الحقن، يتغير شكل الهيدروجيل استجابة للتغيرات البيئية الفيزيولوجية، مما يؤدي إلى تحولات في ذروة تردد الموجات فوق الصوتية المنعكسة للمستشعر. ويمكن قياس هذه التحولات لاسلكيا دون جراحة بواسطة مسبار الموجات فوق الصوتية الخارجي، وفقا للدراسة التي نشرت يوم الأربعاء الماضي في مجلة "نيتشر".

ويمكن للمستشعر قياس الضغط داخل الجمجمة ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة ومعدل التدفق بشكل مستقل، على عمق رصد يصل إلى 10 سنتيمترات.

ويحافظ الهيدروجيل على استقراره لمدة تتراوح من ثلاثة إلى أربعة أسابيع، ثم يبدأ بعد ذلك في التحلل في الأسبوع الخامس تقريبا، ويتحلل بالكامل تقريبا خلال 18 أسبوعا، ولا يسبب أي استجابات مناعية جهازية في الفئران.

وأظهرت التجارب على الخنازير أن المستشعر يُظهر قدرات استشعار ممتازة، مثل تلك الموجودة في المعايير السريرية السلكية التقليدية غير القابلة للامتصاص، وفقا للدراسة.

وقال تسانغ جيان فنغ، أحد المؤلفين المراسلين للورقة البحثية من جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا: "إن تكنولوجيا الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لدينا متعددة الاستخدامات ويمكن تكييفها للاستخدام في أماكن أخرى خارج الدماغ".