ปูทางสำหรับการใช้งานที่เป็นไปได้หลายอย่างในการเฝ้าติดตามและรักษาโรคซึมเศร้า โรคพาร์กินสัน และโรคเกี่ยวกับลำไส้เซ็นเซอร์ที่ใช้กราฟีนใช้เทคนิคการตรวจจับทางเคมีไฟฟ้าที่เรียก ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับโพรบอย่างรวดเร็วเพื่อออกซิไดซ์ซ้ำๆ และลดสารสื่อประสาทเป้าหมาย ทำให้เกิดกระแสที่จำเพาะต่อสารสื่อประสาท ในส่วนหนึ่งของการวิจัย นักวิจัยใช้
เพื่อตรวจจับ
โดปามีนและเซโรโทนินในระยะยาวและคงที่ในสมองของหนู พวกเขาทำการทดลองหลายชุดโดยใช้การกระตุ้นด้วยแสง การกระตุ้นทางเภสัชวิทยา และการวิเคราะห์พฤติกรรม ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Natureแสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์ตรวจจับระดับสารสื่อประสาทในสมองได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ในสมองและลำไส้ใหญ่ของหนูบางตัว เมื่อพวกเขาป้อนช็อกโกแลตให้หนู เซ็นเซอร์ตรวจพบการพุ่งสูงขึ้นของโดปามีนในสมองและพุ่งสูงขึ้นของเซโรโทนินในลำไส้“เซลล์ประสาทสื่อสารผ่านทั้งไฟฟ้าและสารสื่อประสาทเคมี” หลี่อธิบาย “การตรวจสอบการสื่อสารด้วยสัญญาณไฟฟ้าและเคมีในระบบประสาท
เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการศึกษาสมอง ทำความเข้าใจเกี่ยวกับโรคทางสมอง และพัฒนาวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพ”การใช้งานทางคลินิกก่อนหน้านี้ นักวิจัยมีความก้าวหน้าอย่างมากในการตรวจจับสารสื่อประสาทผ่านการใช้โพรบเรืองแสงที่ดัดแปลงพันธุกรรม และส่วนต่อประสานประสาทอิเล็กทรอนิกส์
ชีวภาพได้ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาสัตว์ป่าและแม้แต่มนุษย์ อย่างไรก็ตาม เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพที่มีอยู่สำหรับการศึกษาสารสื่อประสาทมีข้อจำกัดหลายประการ รวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเครื่องมือเหล่านั้นมีแนวโน้มที่จะแข็งและเปราะ และอาจนำไปสู่การกระตุ้นเนื้อเยื่อเป้าหมายหรือการตอบสนองการอักเสบ
ที่ไม่พึงประสงค์ ทำให้เครื่องมือเหล่านี้ไม่เหมาะกับการตรวจติดตามเนื้อเยื่ออ่อน นักวิทยาศาสตร์ต้องการอินเทอร์เฟซอิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพแบบอ่อนที่สามารถตรวจสอบพลวัตเชิงพื้นที่ตามธรรมชาติของสารสื่อประสาททั้งในระบบประสาทส่วนกลางและระบบประสาทส่วนปลาย โดยไม่รบกวนสรีรวิทยา
ของอวัยวะ
ที่อ่อนนุ่มและเคลื่อนไหว เช่น สมองและลำไส้ “ในที่สุดเครื่องมือเหล่านี้สามารถเปิดใช้งานการพัฒนาส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักรรุ่นต่อไปและการบำบัดทางการแพทย์ที่ปรับกิจกรรมของสารสื่อประสาท” Li กล่าว ทีมงานเลือกกราฟีนเป็นวัสดุอิเล็กโทรดเนื่องจากทำหน้าที่
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารสื่อประสาทโมโนเอมีน เช่น โดปามีนและเซโรโทนิน Li ยังมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี และสามารถทนต่อการดัด การยืด และการบิดทีมงานสร้างเครือข่ายของเส้นใยนาโนแกรฟีนที่เกิดจากเลเซอร์ด้วยเลเซอร์ที่มีอนุภาค
นาโนของโลหะทรานซิชันประดับอยู่บนพื้นผิวโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่าการทำให้เป็นคาร์บอนด้วยเลเซอร์ อนุภาคนาโนเหล่านี้จับกับสารสื่อประสาทและปรับปรุงการถ่ายโอนอิเล็กตรอน ทำให้เซ็นเซอร์สามารถวิเคราะห์เคมีประสาทได้อย่างละเอียดอ่อนและคัดเลือก
จากนั้น นักวิจัยได้ฝังเครือข่ายเส้นใยนาโนกราฟีนในเมทริกซ์อีลาสโตเมอร์เพื่อให้มีความอ่อนนุ่มและยืดหยุ่นสูง ขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าเฉพาะของวัสดุนาโน “เส้นใยนาโนกราฟีนยังคงรักษาเครือข่ายนำไฟฟ้า 3 มิติที่เชื่อมต่อถึงกัน แม้ว่าพวกมันจะผิดรูปในเมทริกซ์” Li กล่าว
“คุณสมบัติที่ยืดหยุ่นทำให้เหมาะสำหรับการตรวจสอบการส่งสัญญาณของสารสื่อประสาทในระบบประสาททั้งสองพร้อมกัน และอาจแก้ไขข้อจำกัดทางเทคนิคในปัจจุบันในการศึกษาไดนามิกของเคมีในลำไส้และการมีปฏิสัมพันธ์กับจุลินทรีย์” Li กล่าวเสริม จะเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับการศึกษา
เมแทบอไลต์ของจุลินทรีย์ในลำไส้และวินิจฉัยการพองตัวของลำไส้ และคาดการณ์ว่าอาจรวมเข้ากับเครื่องกระตุ้นประสาทสำหรับการกระตุ้นวงปิดเพื่อรักษาโรคพาร์กินสันในขณะที่สร้างการตอบสนองต่อการอักเสบน้อยที่สุด“จากนั้นเราได้ทดสอบเซ็นเซอร์ในระบบทางเดินอาหาร ซึ่งความสามารถ
ในการยืดตัว
ในการทำงานในอนาคต นักวิจัยหวังว่าจะปรับปรุงความละเอียดเชิงพื้นที่ของเซ็นเซอร์โดยใช้โครงสร้างไมโครหรือนาโน รวมทั้งเพิ่มความสามารถในการคัดเลือกและฟังก์ชันการทำงานโดยการผสมผสานโพรบต่างๆ ในที่สุด พวกเขาตั้งเป้าที่จะรวมเซ็นเซอร์เข้ากับฮาร์ดแวร์ไร้สาย ซึ่งจะช่วยให้สามารถตรวจสอบ
ประสิทธิภาพการทำงานระยะยาวในสมองและลำไส้ของสัตว์ขนาดใหญ่ได้“มันอาจเป็นไปได้ที่จะเชื่อมโยงเซ็นเซอร์กับระบบเพื่อปรับความเข้มข้นของสารสื่อประสาทที่เป็นเป้าหมาย ระบบวงปิดที่ฝังไว้นี้สามารถใช้เพื่อตั้งโปรแกรมเคมีในสมองของบุคคลได้แบบเรียลไทม์” หลี่กล่าว
เมื่อเปรียบเทียบกับการทดลองในหลอดทดลองและในร่างกาย การจำลอง แบบในซิลิโกมีข้อดีตรงที่ความรวดเร็ว ราคาถูก ปลอดภัย ง่ายต่อการนำไปใช้ และไม่มีข้อผิดพลาดในการทดลอง ด้วยเหตุนี้ จึงมีประโยชน์มากขึ้นเรื่อยๆ ในการออกแบบเทคโนโลยีและกลยุทธ์ใหม่ๆ ตัวอย่างที่สำคัญของสิ่งนี้
คือการรักษาด้วยการซิงโครไนซ์หัวใจ (CRT) ในผู้ป่วยที่มีภาวะหัวใจล้มเหลว การรักษานี้เกี่ยวข้องกับการใส่สายวัดจังหวะการเต้นของหัวใจ 2 เส้นที่ควบคุมโดยเครื่องกระตุ้นหัวใจเข้าไปในหัวใจของผู้ป่วยเพื่อเพิ่มการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าและประสานการเต้นของโพรงทั้งสอง ตามเนื้อผ้า ตำแหน่งและเวลา
ในการกระตุ้นของลีดจะมาจากการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) และภาพทางการแพทย์ แต่ผู้ป่วย 30% ไม่เห็นประโยชน์ที่ชัดเจนจากกลยุทธ์นี้ กลุ่มสามารถระบุบริเวณที่ดีที่สุดในการกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้าและตรวจสอบผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอัตราการเต้นของหัวใจด้วยการสร้างแบบจำลองการคำนวณหัวใจจากการสแกนของผู้ป่วยและจำลองกลยุทธ์ต่างๆ ในการเต้นของหัวใจ
แนะนำ ufaslot888g
