Ultra Küçük İğne Teknolojisi


Elveda büyük nöral problar : Ultrasmall iğne teknolojisi ile elektrofizyoloji yöntemlerini değiştirme

Sinir bilimi birçok kişi için her zaman ilgi çekici olmuştur. Fakat bu bilim için kullanılan teknoloji hala yeterli değildir. Bu teknolojiyi bir üst seviyeye çıkarmak için; Toyohashi Üniversitesinin Teknoloji biriminde bulunan Elektrik ve Elektronik Bilgi Mühendisliği Bölümü, Bilgisayar Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, Uygulamalı Kimya ve Yaşam Bilimleri Bölümü ve Elektronikten Esinlenen Disiplinlerarası Araştırma Enstitüsü'nde (EIIRIS) bölümü bir çalışma yapmıştır. Bu çalışma sonunda çapı 3μm den küçük olan bir nöro prop üretmeyi başarmışlardır. Üretilen bu alete STACK adını veren araştırmacılar deneyleri sonucunda 1x1mm2 alanı çok rahat inceleme imkanı bulmuşlardır. Bu teknolojinin kilit kelimeleri yükselticiler, empedans ve tek elektrot kullanımıdır. Eski teknolojiye kıyasla 500 kat daha düşük empedans değeri elde eden araştırmacılar bu başarıları sayesinde tek elektrot kullanarak dahi istenmeyen sinyalleri bastırmayı başarabilmişlerdir. Probun yenilenmiş boyu ve kullanılan frekans yükselticileri sayesinde hücre bazlı çalışılabilmiş ve istenmeyen seslerin büyük ölçüde bastırılmasında rol oynayan başka bir faktör elde etmişlerdir. Deneylerinde fareleri kullanmayı tercih eden bilim insanları, yaptıkları alet ile farelerin beyin frekanslarını ölçerken doku hasarının da büyük ölçüde azalttıklarını fakat kendilerini hala tatmin eden bir sonuca ulaşmadıklarını ve daha da minimal bir teknolojinin peşinden koştuklarını belirtmişlerdir. İlk hedef olarak 50μm den küçük prop üretilmesi amaçlanmıştır çünkü bu ölçü ve dahası beyin dallarını genişletmekte ve kalıcı hasara sebep olmaktadır. Fakat 20μm genişliğin de belli problemleri vardır. Glialar arasındaki etkileşim zayıflaması bunlardan en önemlilerindendir. Bu sebep ile 10μm hedefi konmuştur ki bu ölçünün şimdiye kadar bilimsel bir hasara ve tramvaya sebep olduğunun gözlemlenmemiştir. Fakat bu ölçünün de kendince sorunları vardır. Günümüz teknolojisinde nano/mikro ölçekte elektriksel bozulmaya uğrayan sinyallerin kayda alınması imkansızdır. Bu sebep ile 3μm ve altı için kullanılan teknolojilerde sinyal yükselticilerin önemi kat ve kat artmaktadır. STACK işte bu yükseltici sistemin adıdır.

Deposition process kaplama tekniği sayesinde düşük empedanslı bir malzeme ile prob iğnesi kaplanmıştır. Bu sayede büyük fareler için 10μm , küçük fareler içinse 5μm prob kullanılmıştır fakat kaplama, iğnelerin çapını beklenmedik ölçüde arttırmış ve minimalize edilmek istenen teknolojinin önüne geçmiştir. Bu sebeple başka bir stratejiye ihtiyaç duyan bilim insanları , küçük iğne elektrodunun ucuna frekans yükseltici yerleştirmiş ve alınan nöral sinyalin yükseltildiğinden emin olmuşlardır. Bu sayede yükselticinin hiçbir sinyali atlamadan alıp ileterek kaydedilebilmesi sağlanmıştır.

Bu minimalist teknolojinin bir sonraki hedefi ise sinyal alınması beklenen hücreden sürekli sinyal alınabilmesi için bu küçük iğnelerin sürekli olarak ve bir rahatsızlığa sebep olmadan bir yerde konumlandırılabilmesidir.


STACK’ın hikayesini biraz daha yakından inceleyecek olursak, araştırmacılar projenin en başında kaplama için silikonlara yönelmişlerdir fakat silikonların kullanılan ısıda istenilen yöne yönelim göstermemelerinden dolayı bu teknolojiden vaz geçilmiştir Buna rağmen STACK ismini bize miras olarak bu başlangıçtan kalmıştır.


Orijinal habere buradan ulaşabilirsiniz.