طور مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تقنية بصرية جديدة يمكنها التعامل مع الروابط العصبية بين الدماغ والأمعاء، ومن المحتمل أن تقدم رؤى حول الروابط بين صحة الجهاز الهضمي والحالات العصبية.
المخ والجهاز الهضمي في اتصال مستمر، ينقلان الإشارات التي تساعد في التحكم في التغذية والسلوكيات الأخرى، حيث تؤثر شبكة الاتصال الواسعة هذه أيضًا على حالتنا العقلية وقد تورطت في العديد من الاضطرابات العصبية.
صمم مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تقنية جديدة لفحص تلك الاتصالات، باستخدام ألياف مدمجة مع مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار، بالإضافة إلى مصادر الضوء لتحفيز علم البصريات الوراثي، وأظهر الباحثون أنه يمكنهم التحكم في الدوائر العصبية التي تربط الأمعاء والدماغ، في الفئران.
في دراسة جديدة، أظهر الباحثون أنه بإمكانهم تحفيز الشعور بالامتلاء أو سلوك البحث عن المكافأة في الفئران عن طريق التلاعب بخلايا الأمعاء، في العمل المستقبلي، ويأملون في استكشاف بعض الارتباطات التي لوحظت بين صحة الجهاز الهضمي والحالات العصبية مثل التوحد ومرض باركنسون.
في العام الماضي، أطلق معهد ماكغفرن مركز كاي ليزا يانغ للعقل والجسم لدراسة التفاعل بين الدماغ وأعضاء الجسم الأخرى، حيث تركز الأبحاث في المركز على إلقاء الضوء على كيفية مساعدة هذه التفاعلات في تشكيل السلوك والصحة العامة، بهدف تطوير علاجات مستقبلية لمجموعة متنوعة من الأمراض.
كان فك تشابك هذه التأثيرات الهرمونية والعصبية أمرًا صعبًا لأنه لم تكن هناك طريقة جيدة لقياس الإشارات العصبية بسرعة، والتي تحدث في غضون أجزاء من الثانية.
تتكون الواجهة الإلكترونية التي صممها الباحثون من ألياف مرنة يمكنها تنفيذ مجموعة متنوعة من الوظائف ويمكن إدخالها في الأعضاء المعنية، لإنشاء الألياف، استخدم تقنية تسمى الرسم الحراري، والتي سمحت له بتكوين خيوط بوليمر، رقيقة مثل شعرة الإنسان، ويمكن دمجها مع أقطاب كهربائية وأجهزة استشعار درجة الحرارة.
تحمل الخيوط أيضًا أجهزة انبعاث ضوئي صغيرة الحجم يمكن استخدامها لتحفيز الخلايا باستخدام البصريات الوراثية، وقنوات ميكروفلويديك التي يمكن استخدامها لتوصيل الأدوية.
يمكن تخصيص الخصائص الميكانيكية للألياف للاستخدام في أجزاء مختلفة من الجسم، بالنسبة للدماغ، ابتكر الباحثون أليافًا أكثر صلابة يمكن خيوطها في عمق الدماغ، بالنسبة لأعضاء الجهاز الهضمي مثل الأمعاء، فقد صمموا أليافًا مطاطية أكثر حساسية لا تلحق الضرر ببطانة الأعضاء ولكنها لا تزال قوية بما يكفي لتحمل البيئة القاسية للجهاز الهضمي.