غبار عصبی

مفاهیم پایه
Neural: عصبی
Dust: غبار

فیزیولوژی
از مشکلات پزشکی رایج، اختلالات عصبی مانند بیماری پارکینسون و صرع هستند که نیاز به روش‌های دقیق تشخیصی و درمانی دارند. یکی از راهکارهایی که می‌تواند در این زمینه مفید باشد، استفاده از تکنولوژی Neural Dust یا غبار عصبی است. با استفاده از Neural Dust، می‌توان به طور دقیق‌تر بر فعالیت‌های عصبی نظارت کرد و درمان را بهبود بخشید.

چگونه کار می‌کند
غبار عصبی، یک تکنولوژی نانوالکترونیکی است که شامل سنسورهای بی‌سیم بسیار کوچکی است که به راحتی درون بافت‌های بدنی غوطه‌ور شده و به روشی نظارت بر فعالیت نورون‌ها را انجام می‌دهند. این سنسورها به اندازه یک گردو و بدون سیم و باتری هستند و توسط امواج فراصوتی برای انتقال داده‌هایشان به یک دستگاه خارجی استفاده می‌شوند. هر سنسور غبار عصبی شامل یک الکترود برای اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی مغزی است. این سیگنال‌ها سپس به صورت لبه‌های دیجیتال درون دستگاهی که در نزدیکی تعبیه شده است جمع آوری می‌شوند. سپس داده‌های جمع آوری شده به صورت بی‌سیم به دستگاهی خارجی انتقال داده می‌شوند و توسط الگوریتم‌های پردازش سیگنال مغزی بررسی می‌شوند. در نهایت، نتیجه به عنوان یک پیام مغزی تفسیر شده و برای دستگاه‌های خارجی مانند کامپیوتر یا گوشی هوشمند ارسال می‌شود که به کاربران اطلاعات مفیدی درباره فعالیت مغزی خود می‌دهد.

در چه مواردی به‌کار می‌رود
با استفاده از غبار عصبی، می‌توان به طور بی‌دردسری فعالیت‌های مغزی را ثبت و بررسی کرد و درمان بیماری‌هایی مانند صرع، بیماری پارکینسون و دردهای مزمن عصبی را انجام داد. همچنین، می‌توان از آن‌ها در تحقیقات پزشکی برای بررسی تأثیر داروها و تشخیص سریع بیماری‌های عصبی استفاده کرد.

ویژگی‌های دستگاه
در حال حاضر، تحقیقات در حوزه مایکرونانوالکترونیک و بیوانفورماتیک، باعث شده است که ایده مینیاتوریزه کردن حسگرهای بیوالکتریکی و الکترودها به عنوان نورون‌هایی که از طریق یک شبکه بی‌سیم با یک دستگاه خارجی ارتباط برقرار می‌کنند، طراحی و پیاده‌سازی شود.

ویژگی‌های مهم Neural Dust عبارتند از:
کوچک بودن: این تکنولوژی می‌تواند به عنوان یک حسگر بیوالکتریکی در ابعاد نانومتری طراحی شود که به سادگی در سیستم عصبی انسان و حیوانات قرار گیرد.

بی‌سیم بودن: این تکنولوژی مجهز به یک شبکه بی‌سیم است که ارتباط بی‌سیم بین دستگاه و بدن را فراهم می‌کند.

پایداری طولانی‌مدت: این تکنولوژی با استفاده از باطری یا سلول‌های انرژی خورشیدی کوچک، می‌تواند برای مدت طولانی در داخل بدن قرار ‌گیرد.

دقت بالا: Neural Dust با قابلیت جمع‌آوری داده‌های نورونی از مناطق مختلف مغز و دیگر اعضای بدن، توانایی بالایی در جمع‌آوری و ارسال داده‌های بیولوژیکی دارد.
-کاربردهای گسترده: Neural Dust می‌تواند در بسیاری از حوزه‌های پزشکی مانند علم مغز، طب سنتی، پزشکی بیوالکتریکی، اپتوژنتیک و طب تشخیصی مورد استفاده قرار گیرد.

ابعاد دستگاه
دستگاه Neural Dust به عنوان یک دستگاه بسیار کوچک و نازک طراحی شده است که از طریق جریان الکتریکی با مغز ارتباط برقرار می‌کند. این دستگاه به شکل یک مهره بسیار کوچک و با ابعادی حدود 1 تا 100 میکرومتر و با ضخامت 10 تا 100 نانومتر طراحی شده‌ است. ابعاد دقیق دستگاه Neural Dust می‌تواند با توجه به نیاز و کاربردهای مختلف، متفاوت باشد.

شرکت سازنده
شرکت سازنده Neural Dust شرکتی با نام DARPA یا سازمان پژوهشی پیشرفته در پروژه‌های دفاعی است که در ایالات متحده آمریکا فعالیت می‌کند.

منابع:
https://www.darpa.mil