آسیب‌های مغزی، به ویژه ضربه‌های شدید مانند ضربه مغزی، می‌توانند عواقب ثانویه جدی به همراه داشته باشند. برای پیشگیری و درمان بهتر این آسیب‌ها، نیاز به فناوری‌های پیشرفته‌ای داریم که بتوانند اطلاعات دقیقی در مورد وضعیت سلامت مغز در اختیار پزشکان قرار دهند. دانشمندان بین الملل در این خصوص به فناوری جدیدی دست یافته‌اند.

هنگامی که فرد دچار آسیب مغزی می‌شود، مشکلات ثانویه‌ای مانند تورم مغز ممکن است رخ دهد که در صورت تشخیص دیرهنگام می‌تواند خطرات جدی به همراه داشته باشد. اطلاعات موجود در مایعات بدن مانند خون یا مایع مغزی-نخاعی می‌توانند سرنخ‌هایی در مورد وضعیت مغز ارائه دهند. اما روش‌های فعلی نظارت بر این نشانگر‌های زیستی معمولاً قادر به شناسایی هم‌زمان چندین عامل کلیدی نیستند و همین موضوع نیاز به فناوری‌های جدید را افزایش می‌دهد.

گروهی از پژوهشگران، از جمله یوکیان ژانگ و علی یتسین در پژوهشی که با پشتیبانی انجمن سلطنتی و بنیاد ملی علوم طبیعی چین انجام شده است، سیستمی را توسعه داده‌اند که با استفاده از فناوری فیبر نوری می‌تواند شش نشانگر زیستی مهم مغزی را به‌طور هم‌زمان و پیوسته نظارت کند. این سیستم برای تشخیص مواردی مانند دما، سطح اکسیژن، pH و غلظت مواد کلیدی مانند گلوکز و برخی یون‌های مهم طراحی شده است.

روش کار این پژوهشگران بسیار هوشمندانه بوده است. آن‌ها فیبر‌های نوری را به حسگر‌های کوچکی مجهز کردند که می‌توانند تغییرات مواد مختلف را با کمک نور فلورسنت شناسایی کنند. این فیبر‌ها درون کاتتری با قطر ۲.۵ میلی‌متر قرار گرفتند که در مایع مغزی-نخاعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تغییرات در نور هر فیبر توسط یک رایانه ثبت و تحلیل می‌شد و الگوریتم‌های پیشرفته‌ای، این داده‌ها را به صورت قابل فهم برای پزشکان پردازش می‌کردند.

نتایج این پژوهش، که ابتدا بر روی نمونه‌های آزمایشگاهی مغز حیوانات انجام شد، نشان دادند که سیستم حسگر توانست شش نشانگر زیستی را به‌دقت شناسایی کند.

همچنین در آزمایش‌های بعدی که با استفاده از مایع مغزی-نخاعی انسان انجام شد، حسگر به‌خوبی توانست تغییرات در سطح دما، اکسیژن و دیگر نشانگر‌ها را شناسایی کرده و هشدار‌های لازم برای تشخیص زودهنگام مشکلات احتمالی را ارائه دهد.

این فناوری اهمیت بسیاری دارد، زیرا با تشخیص زودهنگام عوارض، امکان درمان سریع‌تر فراهم می‌شود و خطرات ناشی از تورم یا آسیب‌های ثانویه مغزی کاهش می‌یابد. همچنین، استفاده از فیبر نوری در این سیستم نشان‌دهنده کاربرد‌های گسترده این فناوری در پزشکی است، از جمله کوچک بودن و دقت بالای آن که برای محیط‌های حساس مانند مغز مناسب است.

قابل ذکر است نتایج این تحقیق در نشریه علمی ACS Sensors منتشر شده‌اند. این نشریه، که زیر نظر انجمن شیمی آمریکا فعالیت می‌کند، همواره تحقیقات نوآورانه در حوزه فناوری و سلامت را منتشر می‌کند. پژوهشگران این پروژه امید دارند که فناوری فوق در آینده نزدیک به بهبود درمان بیماران دچار آسیب‌های مغزی کمک کند.

منبع: ایسنا