تحتفظ شريحة الكمبيوتر والدماغ المرنة الجديدة في الصين بكفاءة تصل إلى 94% بعد 18 شهرًا
قام فريق من الباحثين من الصين واليابان بتطوير مجموعة أقطاب كهربائية فائقة المرونة لزراعة الدماغ. فهو يتغلب على عقبة رئيسية في واجهات الدماغ والحاسوب (BCIs): عدم التطابق الجسدي بين الأقطاب الكهربائية المعدنية الصلبة وأنسجة المخ الرخوة، والذي يؤدي عادة إلى التهاب مزمن وتدهور الإشارة. ويأتي هذا التطوير من كلية شنتشن الدولية للدراسات العليا بجامعة تسينغهوا، وجامعة طوكيو، ومعهد شنتشن-هونج كونج لعلوم الدماغ التابع للأكاديمية الصينية للعلوم. اختبر الباحثون الغرسة الدماغية المرنة في التجارب على الحيوانات. ومن المثير للاهتمام أنها حققت وضوح الإشارة على المدى الطويل ووظائف آمنة ومستقرة على مدار فترة 18 شهرًا. غالبًا ما يواجه علماء الأعصاب الذين يسعون إلى تحقيق حلم وجود واجهة دماغية حاسوبية عالية الأداء مشكلة الجدار اللحمي. الدماغ البشري ناعم بشكل طبيعي. إن مصفوفات الأقطاب الكهربائية المتقدمة المزروعة في الدماغ لقراءة الأفكار أو استعادة الحركة مصنوعة من معادن صلبة مثل البلاتين. عندما تضع شيئًا صلبًا على شيء لين داخل جسم متحرك، فإن الاحتكاك هو الذي يفوز. مع مرور الوقت، يهتز الدماغ، ويحتك المعدن، ويشكل الالتهاب المزمن جدارًا من الأنسجة الندبية الواقية. تتدهور الإشارات، وتصاب الغرسة بالعمى. يعتمد التطوير الجديد على مادة مزروعة عضوية بالكامل وفائقة المرونة تسمى Chip (هيدروجيل موصل مع ترشيح بيني). في الماضي، كانت محاولة استخدام الهلاميات المائية، وهي عبارة عن شبكات بوليمر منتفخة بالماء، لزراعة الدماغ أمرًا صعبًا. هذه المواد متوافقة حيويًا ولكن بها بعض المشكلات، مثل ضعف التوصيل الكهربائي والميل إلى الانتفاخ مثل الإسفنج عند ملامستها لسوائل الجسم. يؤدي التورم إلى تشويه الشبكة المجهرية لقنوات الأقطاب الكهربائية، مما يؤدي إلى تدمير أي أمل في الهندسة الدقيقة. لقد نجح الباحثون في التغلب على المشكلتين من خلال اختراق التصنيع. في البداية، تم تثبيت الهيدروجيل مسبقًا على ركيزة باريلين صلبة ورقيقة للغاية لتثبيت شكله بالكامل. ثم تم نحته باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية عالية الدقة وهو جاف تمامًا. والنتيجة هي مصفوفة مكونة من 128 قناة يبلغ سمكها 9 ميكرومتر فقط، وهي أرق بكثير من خصلة شعر الإنسان. علاوة على ذلك، تم تعبئة القنوات المجهرية بإحكام لتحقيق كثافة بيانات أعلى 10 مرات من أي عملية زرع هيدروجيل سابقة. وفقًا لورقة الدراسة، فإن لديه موصلية كهربائية تبلغ 2512 ثانية/سم، مما يسمح له بالتقاط أضعف همسات الفكر الخلوي. تم اختبارها على الأرانب لمعرفة ما إذا كانت المادة قادرة على البقاء في البيئة الرطبة للجسم الحي، قام الفريق بزرع المصفوفات في الأرانب. لأكثر من 550 يومًا، تبث الحيوانات التي تتحرك بحرية نشاطًا عصبيًا واضحًا تمامًا. وحتى بعد 18 شهرًا، ظلت نسبة الإشارة إلى الضوضاء عند 94 بالمائة من الوضوح الذي كانت عليه في اليوم الأول. عندما فحص الباحثون أنسجة المخ باستخدام الصبغة النسيجية، لم يجدوا أي التهاب تقريبًا، ولا استجابة مناعية غاضبة، ولا أنسجة ندبة سميكة. وأشار الفريق في ورقة الدراسة إلى أن “مصفوفة ECoG العضوية بالكامل الناتجة تتوافق مع السطح القشري، مما يقلل من استجابة الجسم الغريب ويوفر جودة إشارة استثنائية، مع أطول سجل يصل إلى 550 يومًا”. ذكرت صحيفة South China Morning Post (SCMP) أنها أظهرت متانة وأمانًا استثنائيين من خلال تحمل 1000 دورة من إجهاد الشد بنسبة 30 بالمائة. إنه الحد الأقصى المطلق للتشوه الذي يمكن أن تتحمله أنسجة المخ الحقيقية. طوال اختبار الإجهاد المكثف هذا، حافظت المادة على أداء كهربائي مستقر، وأظهرت تباينًا أقل من 4 بالمائة في موصليتها. تتقدم الـBCIs بسرعة، لكن بقائها على المدى الطويل داخل الجسم كان دائمًا نقطة الضعف. من المفترض أن تستمر عمليات زرع الدماغ الغازية مدى الحياة بدلاً من بضع سنوات فقط. يمكن لهذه الفئة الجديدة من الهيدروجيل العضوي أن تحل الفجوة بين الآلة والعقل، مما يوفر حلاً دائمًا على المدى الطويل.
تم النشر: 2026-06-19 12:08:00
