درمان پارکینسون و صرع با گرافن مورد استفاده در الکترود مغز

بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی مانند پارکینسون ممکن است با استفاده از گرافن بهبود پیدا کنند. گرافن ماده‌ای با رسانایی زیاد است که پیش از این در زمینه‌های الکترونیکی مانند سلول‌های خورشیدی و نیمه هادی‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.
 
محققان دانشگاه تریست ایتالیا و دانشگاه کمبریج انگلستان می‌گویند: «امکان استفاده از گرافن در ساخت الکترود و قرار دادن آن در داخل مغز وجود دارد. این الکترود‌ها می‌توانند برای بازیابی عملکرد حسی بیماران قطع عضو یا فلج و یا برای افراد مبتلا به اختلالات حرکتی مانند بیماری پارکینسون استفاده شود».
 
گرافن به دلیل رسانایی بالا، انعطاف پذیری، زیست سازگاری و پایداری در داخل بدن می‌تواند برای ساخت دستگاه‌های پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.
 
مهمترین کشف محققان کمبریج، روشی برای اتصال گرافن که یک ساختار دو‌بعدی کربنی است با سلول‌های عصبی است. گرافن باعث حفظ یکپارچگی این سلول‌های حیاتی می‌شود.
 
در حال حاضر تعامل بین گرافن و سلول‌های عصبی مورد بررسی قرار گرفته است، اما به دلیل نسبت سیگنال به اختلال بسیار کم در این رابطه بررسی آن مشکل است.
 
پرفسور لارا بالرینی از دانشگاه تریست ایتالیا می‌گوید: « برای اولین بار ما گرافن‌ها و نورون‌ها را در ارتباط مستقیم قرار دادیم. سپس ما توانایی سلول‌های عصبی را برای تولید سیگنال‌های الکتریکی فعالیت‌های مغز آزمایش کردیم و متوجه شدیم که نورون‌ها ویژگی‌های خود را بدون تغییر حفظ می‌کنند. این اولین مطالعه کاربردی فعالیت سیناپسی نورون با استفاده از مواد بدون پوشش گرافنی بود».
 
به عنوان مثال، با اندازه‌گیری پالس‌های الکتریکی مغز، می‌توان عملکرد حسی را بازیابی کرد. این روش را می توان برای کنترل بازوهای روباتیک، برای بیماران قطع عضو و یا فرآیندهای اساسی برای بیماران فلج شامل حرف زدن و حرکت دادن اجسام را ایجاد کرد.
 
الکترودها را می‌توان در عمق مغز جاسازی کرد، به طوری که با سلول‌های عصبی در ارتباط مستقیم باشند. با تداخل پالس‌های الکتریکی، اختلالات حرکتی مانند صرع و یا بیماری پارکینسون را می‌توان کنترل کرد.
 
برای دستیابی به این منظور، الکترودها باید سیگنال‌های بسیار کوچک را نیز دریافت کنند. در ضمن باید از ماده‌ای ساخته شوند که در بدن پایدار باشد و هیچ خطری برای بافت انسانی نداشته باشد.
 
گروه تحقیقاتی دانشگاه کمبریج به جای استفاده از مواد الکترود سنتی مانند تنگستن و یا سیلیکون از گرافن که به سیگنال‌های الکتریکی حساس‌تر بوده و در داخل بدن پایدار است استفاده کردند.
 
محققان در اولین آزمایش های انجام شده در کشت سلول‌های مغز موش دریافتند که الکترود گرافن رابطه مناسبی با نورون‌های عصبی برقرار می‌کند.
 
پرفسور ماریزیو پراتو از دانشگاه تریست می گوید: « توسعه اعصاب مبتنی بر گرافن، نیاز به اکتشاف فعل و انفعالات بین نانوصفحه و میکروصفحه گرافن و سامانه‌ی سیگنال‌دهی سلول‌های عصبی است، کار ما تنها گام نخست در این مسیر است.