ออปโตเจเนติกส์ เทคนิคที่ใช้แสงเพื่อควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาทหรือเซลล์ประเภทอื่น ได้ปฏิวัติความสามารถของเราในการจัดการและแยกแยะกลไกที่อยู่ภายใต้การทำงานของสมอง กิจกรรมของไขสันหลังสนับสนุนการควบคุมการเคลื่อนไหวและหน้าที่ทางสรีรวิทยาพื้นฐานอื่นๆ อีกหลายอย่าง แต่เมื่อเปรียบเทียบกับสมองแล้ว ออพโตเจเนติกส์ในไขสันหลังนำเสนอความท้าทายหลายอย่าง
ที่ต้องการ
การพัฒนาเทคโนโลยีการนำส่งแสงแบบใหม่ ตัวอย่างเช่น การฝังใยแก้วนำแสงไม่ใช่งานที่ตรงไปตรงมา เนื่องจากกระดูกสันหลังต้องผ่านการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องในระหว่างการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติ ดังนั้น ความท้าทายในการออกแบบประการหนึ่งคือการวางตำแหน่งของแหล่งกำเนิดแสงเหนือพื้นผิว
ของเยื่อดูรา ซึ่งเป็นเยื่อหุ้มชั้นนอกที่ล้อมรอบและปกป้องไขสันหลังที่อ่อนนุ่มและมีไดนามิก การกำหนดเป้าหมายเซลล์ประสาทในไขสันหลังส่วนลึกทำให้เกิดอุปสรรคเพิ่มเติม แสงกระจายอย่างรวดเร็วเมื่อเจาะเนื้อเยื่อชีวภาพ ในขณะเดียวกัน การฉายรังสีในปริมาณสูงอาจส่งผลให้เนื้อเยื่อเฉพาะที่ร้อนขึ้น
เนื่องจากการดูดกลืนแสง ซึ่งอาจส่งผลต่อการตอบสนองของเซลล์ประสาทเพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้และค้นหาวิธีการส่งแสงไปยังส่วนลึกที่น่าสนใจของกระดูกสันหลังได้อย่างมีประสิทธิภาพ นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิส (EPFL) ได้พัฒนาอุปกรณ์ฝังตัวออปโตอิเล็กทรอนิกส์
คุณสมบัติเทคโนโลยีเทคโนโลยีการปลูกถ่ายใหม่นี้ห่อหุ้ม LED ขนาดเล็กที่สามารถเปิดและปิดได้บนพื้นผิวไขสันหลังของเมาส์ แพลตฟอร์มไร้สายขนาดเล็กที่ติดตั้งบนศีรษะให้พลังงานแก่ LED ขนาดเล็กเหล่านี้และดำเนินการประมวลผลบนชิปแบบกำหนดเองเพื่อควบคุมรถไฟกระตุ้นด้วยแสง
สิ่งนี้ทำให้สามารถมอดูเลตพัลส์แสงได้แบบเรียลไทม์ ตัวอย่างเช่น เพื่อตอบสนองต่อกิจกรรมของกล้ามเนื้อหรือสัญญาณทางสรีรวิทยาที่เป็นกิจวัตรของสัตว์ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ไร้สายสามารถควบคุมระยะเวลาและความเข้มของแสงที่ปล่อยออกมาด้วยความแม่นยำสูง ตรงกันข้ามกับระบบที่ใช้สาย
ซึ่งมักใช้สำหรับ
การวิจัยประเภทนี้ ระบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์ไร้สายช่วยให้การกระตุ้นด้วยแสงของเซลล์ประสาทเป้าหมายในไขสันหลังของหนูได้อย่างไม่จำกัดภายใต้เงื่อนไขทางนิเวศวิทยาที่ไม่มีการผูกมัดในประเด็นสำคัญของงานนี้ นักวิจัยซึ่งนำได้ใช้อาร์เรย์ LED ขนาดเล็กเพื่อใช้ประโยชน์จากไลบรารีที่พัฒนาขึ้น
ทดลอง (โปรตีนที่ไวต่อแสงที่เปิดใช้งานโดยความยาวคลื่นเฉพาะ) เพื่อกำหนดเป้าหมายในวงกว้าง ของกลไกระดับเซลล์พวกเขาออกแบบอาร์เรย์ micro-LED เพื่อเปลี่ยนแสงสีน้ำเงินที่ปล่อยออกมาไปยังความยาวคลื่นที่ต้องการ ทำให้สามารถกระตุ้นด้วยแสงโดยใช้สเปกตรัมของแสงที่กว้าง
รวมถึงความยาวคลื่นที่เปลี่ยนไปเป็นสีแดงซึ่งจะทะลุผ่านไขสันหลัง ที่ควบคุมแบบไร้สายซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนด ซึ่งปรับแต่งสำหรับการศึกษาเกี่ยวกับออปโตจีเนติกส์ของไขสันหลัง พวกเขาอธิบายถึงระบบการปลูกถ่ายแบบใหม่นี้ใน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการวางตำแหน่ง LED และหลีกเลี่ยง
การให้ความร้อนแก่เนื้อเยื่อ ทีมงานได้ทำการจำลองและทำการ บันทึก ภายในร่างกายเพื่อหาปริมาณความร้อนภายในไขสันหลังสำหรับระดับต่างๆ ของการฉายรังสีและวัฏจักรของการกระตุ้นด้วยแสงนักวิจัยได้ออกแบบอุปกรณ์ฝังตัวแบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบอ่อนใหม่เพื่อให้มีความยืดหยุ่นและปรับตัวได้
การวิจัย
ของทีมมีศักยภาพในการปูทางสำหรับการพัฒนาแอพพลิเคชั่นออปโตจีเนติกเพื่อการบำบัด ความสามารถในการควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาทไขสันหลังด้วยแสงอาจทำให้แพทย์สามารถลดความเจ็บปวดและปรับปรุงการทำงานของระบบอัตโนมัติได้ แม้ว่าอาจยังต้องใช้เวลาสักระยะหนึ่ง
จนกว่าการปลูกถ่ายเหล่านี้จะสามารถนำมาใช้ในทางการแพทย์ได้ แต่มองว่าออปโตเจเนติกส์เป็น “การปฏิวัติ” และกำลังรอคอยการพัฒนาต่อไปในการปลูกถ่ายออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการทางชีวภาพสำหรับการฝังในระยะยาว และเพื่อตอบสนองความต้องการเชิงกลของไขสันหลังในหนู
ข้อที่สองสำหรับนาโนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการบินและอวกาศ ในความเป็นจริงการป้องกันรังสีอาจทำให้เทคโนโลยีเก่า ๆ ทำให้เกิดการคิดค้นใหม่ การขนส่งประจุในสุญญากาศมีภูมิคุ้มกันต่อความเสียหายจากรังสี ดังนั้นในขณะที่ซิลิคอนเข้ามาแทนที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สุญญากาศเป็นส่วนใหญ่
สำหรับเทคโนโลยีภาคพื้นดิน แต่ข้อดีสำหรับอวกาศยังคงอยู่ อธิบาย “ข้อบกพร่องของอุปกรณ์สุญญากาศ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูง ความเปราะบาง และขนาดที่ใหญ่เมื่อเทียบกับอุปกรณ์โซลิดสเตต และผลที่ตามมาก็คือ อุปกรณ์เหล่านี้หายไปยกเว้นสำหรับการใช้งานเฉพาะกลุ่ม
เช่น ในดาวเทียม” อธิบาย อย่างไรก็ตาม แม้ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับสุญญากาศส่วนใหญ่จะใช้ในระดับจุลภาค แต่อุปกรณ์สุญญากาศที่เทอะทะในช่วงทศวรรษ 1960 ได้รับการอัปเกรดอย่างมากตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา กล่าวเสริมว่า “ความพยายามในการรวมการขนส่งสุญญากาศและเทคโนโลยีซิลิกอน
ที่ดีที่สุด ทำให้ได้อุปกรณ์สุญญากาศระดับนาโนที่มี ช่องว่างของอิเล็กโทรด 50–150 นาโนเมตรตั้งแต่การค้นพบของพวกเขาในปี 1990 คุณสมบัติการปล่อยก๊าซภาคสนามของท่อนาโนคาร์บอนเป็นหัวข้อการวิจัยที่ยั่งยืน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความสามารถในการผลิตอาร์เรย์ CNT ที่จัดเรียงในแนวตั้ง
ในสหรัฐอเมริกาชี้ให้เห็นในรายงานของพวกเขาในคอลเลคชันนาโน เทคโนโลยีที่เน้นเรื่องการบินและอวกาศ “อัตราส่วนกว้างยาวและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) ทำให้วัสดุเหล่านี้เหมาะสมที่สุด ผู้สมัครเพื่อใช้เป็นตัวปล่อยภาคสนามในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สุญญากาศขนาดเล็ก”
Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
