ابتكار رقاقة جرافينية قد تصنع ثورة في مجال الأورام السرطانية!

إن القدرة على تحديد الخلايا السرطانية في الدماغ بدقة غير مسبوقة، هي حلم كل جراح. حيث سيكونون قادرين على إزالة الأورام بثقة ودقة. أصبح هذا المفهوم الثوري حقيقة واقعة الآن، وذلك بفضل رقاقة جرافين دماغية مبتكرة صممها فريق دولي من العلماء.

إن رقاقة الدماغ المبتكرة لا يزيد حجمها عن حجم طابع بريدي. كما أنها مصنوعة من الجرافين، وهي مادة أقوى 200 مرة من الفولاذ وبسمك ذرة واحدة فقط.

إن شريحة الدماغ المرنة، التي يتم تجربتها الآن في مستشفى سالفورد الملكي، تحظى بالإشادة باعتبارها الأولى من نوعها في المجال الطبي. إنها أول تجربة سريرية على الإطلاق يتم إجراؤها في أي مكان في العالم باستخدام جهاز طبي قائم على الجرافين.

تم تصميم وتصنيع جهاز واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) من قبل فريق دولي من العلماء بهدف تحويل مراقبة النبضات الكهربائية للخلايا في الدماغ باستخدام الترددات التي لم يكن من الممكن اكتشافها سابقًا.

أورام الدماغ

يتم تشخيص إصابة أكثر من 12,700 شخص بأورام المخ كل عام في المملكة المتحدة وحدها، مما يؤدي إلى وفاة أكثر من 5,000 شخص سنويًا. وعلى الرغم من التأثير المدمر لهذا المرض، فإن فهم تعقيدات أورام المخ يظل تحديًا كبيرًا.

إن الدماغ عضو معقد وديناميكي، يتألف من مليارات الخلايا المترابطة، المعروفة باسم الخلايا العصبية، والتي تتواصل من خلال النبضات الكهربائية. ومع ذلك، عندما تغزو الخلايا السرطانية الدماغ، فإنها تعطل هذا التوازن الدقيق، مما يؤدي إلى نمو غير منضبط وتكوين الأورام.

لا تزال الآليات الدقيقة الكامنة وراء تطور أورام الدماغ غير مفهومة بشكل كامل، مما يجعل من الصعب تطوير علاجات فعالة. في الواقع، غالبًا ما يتم تشخيص أورام المخ في مرحلة متقدمة، عندما لا يكون الاستئصال الجراحي ممكنًا، مما يترك خيارات علاج قليلة للمرضى. ولذلك فإن تطوير أدوات تشخيصية وعلاجات جديدة يمكنها اكتشاف الخلايا السرطانية واستهدافها بدقة يعد أمرًا بالغ الأهمية لتحسين نتائج المرضى.

طفرة في اكتشاف الأورام السرطانية

إن شريحة الدماغ ليست مجرد أداة تشخيصية، ولكنها ستغير قواعد اللعبة في مجال جراحة الأعصاب. حيث ستمكن الجراحين من معرفة أماكن الأورام بدقة وتجنب إتلاف المناطق المهمة في الدماغ. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص عند إجراء العمليات الجراحية على الأورام الموجودة في مراكز التحكم في الكلام أو الحركة، حيث يمكن أن تؤدي الأخطاء الطفيفة إلى عواقب مدمرة.

ولاستخدام الجهاز، يتم إزالة جزء من جمجمة المريض ووضع رقاقة صغيرة رقيقة للغاية، تحتوي على آلاف من نقاط الاتصال الكهربائية، فوق دماغه. وترسل أجهزة الإرسال إشارات كهربائية لتحفيز خلايا الدماغ وتلتقط أجهزة الاستقبال الصغيرة استجاباتها.

طريقة تحديد رقاقة الجرافين الدماغية للأورام السرطانية

تتفاعل الخلايا في المخ مع بعضها عن طريق تبادل النبضات الكهربائية، وهي العملية التي تشكل الأساس لأفكارنا وسلوكنا وإدراكنا للعالم. ولكن، كان من الصعب للغاية على العلماء مراقبة كيفية تواصل الخلايا الدماغية بواسطة النبضات الكهربائية. حيث يمكن للعلماء دراسة بعض الإشارات الكهربائية التي تنبعث من خلايا المخ. ومع ذلك، فإن الإشارات ذات التردد المنخفض جدًا والعالية جدًا يصعب اكتشافها في المخ الحي. وكان لا يمكن مراقبة سوى الإشارات ذات الترددات المتوسطة في الوقت الحالي.

لكن الشريحة قادرة على اكتشاف مجموعة كبيرة من الإشارات الكهربائية، بما في ذلك الترددات العالية جدًا والمنخفضة جدًا، هذه القدرة تسمح لها بتحديد الخلايا السرطانية التي قد لا يتم اكتشافها. حيث لا تستجيب الخلايا السرطانية للتحفيز الكهربائي الذي تطلقه الشريحة على عكس الخلايا العصبية المضيفة.

• مستقبل الشبكات العصبونية الاصطناعية
• خوارزمية الخفاش، الخوارزمية الثورية المستوحاة من البحث بالصدى
• ماذا تعرف عن شريحة نيورولينك العصبية التي أعلن عنها إيلون ماسك؟
• كيف لشريحة نيورالينك أن تنهي عالمنا الذي نعرفه؟ سيناريوهات وتوقعات
• إليك ما يجب أن تعرفه عن سرطان البنكرياس

حالات أخرى

يعتقد الفريق أن الشريحة ستساعد العلماء على دراسة العديد من الحالات الأخرى، بما في ذلك السكتة الدماغية والصرع، من خلال منحهم فهمًا أكبر بكثير لكيفية انتقال الإشارات الكهربائية بواسطة الخلايا السليمة، مقارنة بالخلايا المتأثرة بالحالات المرضية.

من المعروف أنه في حالة السكتات الدماغية والنوبات الصرعية، يتم إرسال إشارات ذات تردد منخفض للغاية بواسطة الخلايا في الأجزاء المصابة من الدماغ، وتفتح هذه التكنولوجيا طريقة جديدة لاستكشاف ما يحدث فورًا بعد أن يعاني الشخص من إحدى هذه الأحداث.

المصدر

Graphene-chip implant in UK trial could transform brain tumour surgery | the guardian