شريحة عصبية

الشريحة العصبية هي شريحة دائرة متكاملة (مثل المعالج الدقيق ) مصممة للتفاعل مع الخلايا العصبية .

يتكون هذا الجهاز من السيليكون المُطعّم بطريقة تجعله يحتوي على ترانزستورات تأثير المجال لأشباه الموصلات المؤكسدة ( EOSFETs ) التي تستشعر النشاط الكهربائي للخلايا العصبية ( جهود الفعل ) في محلول الإلكتروليت الفيزيولوجي المذكور أعلاه . كما يحتوي على مكثفات لتحفيز الخلايا العصبية كهربائيًا. وقد طوّر علماء كلية الطب بجامعة كالجاري ، بقيادة العالم الكندي من أصل باكستاني نويد سيد، الذي أثبت إمكانية زراعة شبكة من خلايا الدماغ التي تعيد الاتصال على شريحة سيليكون - أو الدماغ على شريحة دقيقة - تقنية جديدة تراقب نشاط خلايا الدماغ بدقة غير مسبوقة.

تم تطوير رقائق السيليكون الجديدة بالتعاون مع المجلس الوطني للبحوث في كندا (NRC)، وهي أيضًا أسهل في الاستخدام، مما سيساعد في فهم كيفية عمل خلايا الدماغ في الظروف الطبيعية ويسمح باكتشاف الأدوية لمجموعة متنوعة من الأمراض التنكسية العصبية، مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون.

نجح مختبر نويد سيد في زراعة خلايا دماغية على شريحة دقيقة. نُشرت هذه التقنية الجديدة، التي طُوّرت بالتعاون مع المجلس القومي للبحوث، إلكترونيًا في أغسطس 2010 في مجلة " الأجهزة الطبية الحيوية" . ^{[ 1 ]} تُعدّ هذه الشريحة أول شريحة عصبية في العالم. ^{[ 2 ] [ 1 ]} وهي مبنية على تجارب سابقة أجراها سيد على تقنية الشرائح العصبية، والتي تعود إلى عام 2003. ^{[ 3 ]}

"هذا الإنجاز التقني يعني أنه يمكننا تتبع التغيرات الطفيفة في نشاط الدماغ على مستوى قنوات الأيونات والجهود المشبكية، والتي تعد أيضًا المواقع المستهدفة الأنسب لتطوير الأدوية في الأمراض التنكسية العصبية والاضطرابات النفسية العصبية"، كما يقول سيد، الأستاذ ورئيس قسم بيولوجيا الخلية والتشريح، وعضو معهد هوتشكيس للدماغ، ومستشار نائب رئيس البحث في مبادرة الهندسة الطبية الحيوية بجامعة كالجاري.

تتميز الرقائق العصبية الجديدة أيضاً بأتمتة عالية، مما يعني أن أي شخص يستطيع تعلم كيفية وضع خلايا دماغية فردية عليها. في السابق، كان الأمر يتطلب سنوات من التدريب لتعلم كيفية تسجيل نشاط قنوات الأيونات من الخلايا الدماغية، وكان من الممكن فقط مراقبة خلية أو خليتين في وقت واحد. أما الآن، فيمكن وضع شبكات أكبر من الخلايا على رقاقة واحدة ومراقبتها بدقة متناهية، مما يسمح بتحليل شبكات خلايا دماغية متعددة وإجراء فحص دوائي آلي واسع النطاق لمختلف اضطرابات الدماغ. ^{[ 4 ]}

تتمتع هذه التقنية الجديدة بإمكانية مساعدة العلماء في مجالات متنوعة وفي مشاريع بحثية متعددة. يقول جيرالد زامبوني، الأستاذ ورئيس قسم علم وظائف الأعضاء وعلم الأدوية، وعضو معهد هوتشكيس للدماغ: "من المرجح أن تتطور هذه التقنية لتصبح أداة مبتكرة لفحص الأدوية متوسط ​​الإنتاجية، بالإضافة إلى فائدتها في البحوث الطبية الحيوية الأساسية". ^{[ 5 ]}

في دراسات سابقة، طور الباحثون شريحة عصبية قادرة على تحفيز وتسجيل نشاط خلايا الدماغ بشكل مباشر. والآن، نجح كل من أورلي ياديد-بيشت ونويد سيد في تطوير تقنية مختبرية جديدة على شريحة، والتي تتيح، من خلال مكون فائق الحساسية مبني مباشرة على الشريحة الدقيقة، التصوير المباشر لنشاط خلايا الدماغ. ^{[ 6 ]}

تتمثل التطبيقات الحالية في أبحاث الخلايا العصبية. أما التطبيقات المستقبلية (التي لا تزال في المرحلة التجريبية) فتتمثل في زراعة شبكية العين أو زراعة دماغية .

• التفاعل بين الدماغ والحاسوب
• كودي
• الشبكات العصبية المستزرعة
• الأطراف الاصطناعية العصبية

• مقابلة فيديو مع الدكتور نويد سيد، الباحث الرئيسي المشارك في مشروع شريحة الأعصاب بمعهد هوتشكيس للدماغ، نُشرت في 17 أغسطس 2012