بهبود عملکرد نانوحسگرهای بررسی فعالیت دوپامین در مغز

به گزارش« نبض فناوری» تیمی به سرپرستی محققان دانشگاه نیویورک راهی جدید برای افزایش عملکرد میکروحسگرهای الکتروشیمیایی یافته‌اند که این کشف می‌تواند به تشخیص مولکول‌های زیستی مانند دوپامین در غلظت‌های کمتری از آنچه امروز امکان‌پذیر است، منجر شود. یافته‌های آنها در قالب مقاله‌ای در Biosensors and Bioelectronics منتشر شده ‌است.

فعالیت مولکول دوپامین در مغز با عملکردهای مهمی مانند انگیزش، کنترل حرکتی، تقویت و پاداش همراه است. محققان و پزشکان معمولاً فعالیت انتقال دهنده عصبی در مغز را از طریق میکروحسگرهای الکتروشیمیایی ساخته شده از کربن کنترل می‌کنند. با این حال، به دلیل محدودیت حساسیت، میکروحسگرهای موجود می‌توانند تنها تغییرات شدید سطح دوپامین را تشخیص دهند. آنها همچنین می‌توانند تنها اطلاعات یک سایت در مغز را ضبط کنند.

برای نقشه‌برداری چند نقطه‌ای از فعالیت‌های دوپامین در مغز، تیم تحقیقاتی این پروژه، به تازگی میکروحسگرهای مسطحی با استفاده از نانومواد کربنی، به نام کربن نانوگرافیتی، تولید کرده‌اند.

داوود شهرجردی، دانشیار مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه نیویورک و محقق اصلی این پروژه با بیان اینکه ما از روش‌های نانوساخت، مشابه روش‌های ساخت تراشه در لوازم الکترونیکی مصرفی، برای ایجاد مجموعه‌ای از میکروحسگرهای مسطح الکتروشیمیایی استفاده می‌کنیم، افزود: حسگرهای ما در مقایسه با سلول‌های نورونی، کوچک هستند و می‌توانند برای ثبت با وضوح مکانی بالاتر، به کار گرفته شوند.

یکی از دستاوردهای مهم این تیم تحقیقاتی آن است که می‌توان عملکرد این حسگر را با مهندسی ساختار ماده کربن نانوگرافیتی تنظیم کرد. شهرجردی در این باره یادآور شد: نتایج کار پیشین ما نشان می‌داد که اگر ولتاژ کار را کاهش دهیم، عملکرد حسگر بدون تغییر می‌ماند، زیرا عملکرد حسگر توسط ساختار مواد کنترل می‌شود.

با این وجود، این تیم مشاهده شگفت‌انگیزی داشتند، به این شکل که دامنه خروجی حسگر در پاسخ به مولکول‌های دوپامین، با کاهش ولتاژ کار، افزایش می‌یابد.

بر اساس اعلام ستاد نانو، شهرجردی گفت: ما از بررسی چشم‌اندازهای این فناوری جدید حسگری خود برای مطالعات آینده مغز هیجان زده‌ایم.