Onurğa beyni zədələrini öyrənmək aydın siqnalları ötürə bilən, lakin xəstələrin hərəkət etdiyi zaman çevik qalacaq material tələb edir. Binghamton Universitetinin tədqiqatçıları hər iki tələbin ən yaxşısını təklif edəcək bir həll tapdıqlarını düşünürlər.

Nature Communications -da bu yaxınlarda dərc edilmiş məqalədə , Binghamton Universiteti, Nyu-York Dövlət Universitetinin köməkçisi professoru Siyuan Rao və komandası sinir fəaliyyətini izləmək üçün keçirici karbon nanoborucuqlarını ehtiva edən hidrogel elektrod yaratdılar. Bioelektron cihazlara inteqrasiya edildikdə, hidrogel siçanlarda onurğa beyni neyronlarından və ayaq əzələlərindən gələn elektrik siqnallarını qeyd etməyə imkan verir.

Thomas J. Watson Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Kollecinin Biotibbi Mühəndislik Departamentinin professoru Rao, “Yumşaq toxumada sərt material varsa, xüsusən də hərəkət zamanı bu, çoxlu ziyana səbəb olacaq” dedi. “Bizim texnologiyamız bu əsas problemi həll edir , beləliklə, onurğa beynindən bir hüceyrənin fəaliyyətini götürə və cihazın funksionallığını uzun müddət saxlaya bilərik.”

Həmçinin tədqiqatın bir hissəsi müəllim Sizhe Huang, Ph.D. ’24; Köməkçi professor Qianbin Wang; Dosent Saxta “Frank” Lu; magistr tələbələri Ruobai Xiao ’24 və Chen Lin ’24; tədqiqat texniki Geunho Jang; Ph.D. tələbələr Eunji Hong, Zuer Wu və Shovit Gupta; və Massaçusets Universiteti, Texas Universiteti, Miçiqan Dövlət Universiteti, Massaçusets Texnologiya İnstitutu və Boston Uşaq Xəstəxanasından əməkdaşlar.

Tədqiqatda istifadə olunan hidrogellər toksik olmayan, yaxşı biouyğunluq göstərən və yüksək udma qabiliyyətinə malik sintetik plastik polimerdən hazırlanır. Rao daha əvvəl işıq ötürülmələrindən istifadə edərək ağrının qarşısını almaq üçün oxşar hidrojelləri araşdırmışdı .

Huang , “Siz onu çoxlu su və keçirici materialdan ibarət süngər kimi təsəvvür edə bilərsiniz. Bu nanokarbon boruları çox kiçik olduğu üçün adi gözlə görünməzdir” dedi. “Bu keçirici nanomateriallar 3D şəbəkəsində boş yeri doldurur.”

Əvvəlki işi beyinə yönəlsə də, Rao ümid edir ki, o və komandası onurğa beyni sistemi ilə bağlı suallara cavab vermək üçün yumşaq materiallar mühəndisliyi ilə bağlı fikirlərindən istifadə edə bilər.

“Biz sinir sisteminin bir çox bölgəsini əhatə etmək qabiliyyətimizi gücləndiririk” dedi. “Nəticədə, biz bədənin müxtəlif hissələrini və mərkəzi sinir sistemi ilə periferik sinir sistemi arasında səbəb-nəticə əlaqəsini araşdırmaq üçün təsirli bir vasitəyə sahib olacağımıza ümid edirik.”

Huanq – fəlsəfə doktoru elminin bir hissəsi kimi məqaləyə rəhbərlik etmişdir. Rao’nun Neyrobioloji İnterfeys Laboratoriyasında tədqiqat – bakalavr və magistr tələbələrinin işinə nəzarət edərək lider kimi böyüdüyünə inanır.

“Sanki biz maşındayıq” dedi. “Mən sürücü kreslosundayam və magistratura tələbələrinin hamısı mənim sərnişinlərimdir, lakin onlar sadəcə maşında oturmurlar. Onlar da öz töhfələrini verirlər, məsələn, onlardan biri mənə istiqamətləri bildirmək üçün xəritələrə nəzər salır və ya mən onlara istiqamətləri deyirəm. Biz belə işləyirik.”

Növbəti problem onurğa beyni bölgəsində ağrının qarşısının alınması və motor funksiyalarının bərpasını araşdırmaqdır.

“Biz xüsusilə könüllü hərəkəti idarə edən ventral buynuz motor neyronlarına baxmaq istəyirik” dedi Rao. “Biz ağrının qarşısını almaq üçün işıqdan istifadə etmək üçün keçmiş tədqiqatlarımıza əsaslanacağıq və sonra elektrofizioloji siqnalları götürmək üçün bu yeni keçirici materialdan istifadə edəcəyik.”

Daha çox məlumat: Sizhe Huang və digərləri, intraspinal sinir qeydləri üçün anizotropik hidrogel mikroelektrodları in vivo, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56450-4

Jurnal məlumatı: Nature Communications Binghamton Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir