مهندسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو با همکاری آقای علی خادم حسینی و دو محقق ایرانی دیگر یک ابزار قدرتمند برای رصد فعالیتهای الکتریکی داخل سلولهای قلب ابداع کرده اند.
به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ این ابزار با استفاده از حسگرهای پاپ آپ بدون آسیب رساندن به سلولها آنها را بررسی میکند. دستگاه مذکور به طور مستقیم میزان حرکت و سرعت سیگنالهای الکتریکی که در یک و همچنین چند سلول قلب را اندازه گیری میکند.
علاوه بر آن این نخستین ابزاری است که سیگنالهای درون سلولهای بافت سه بعدی را اندازه گیری میکند. دستگاه مذکور به محققان کمک میکند به چشم اندازی دقیق از اختلالات و بیماریهای قلبی مانند آریتمی، حلمه و فیبروز قلبی (سخت یا ضخیم شدن بافت سلولهای قلب) دست یابند.
«یو گو» محقق ارشد این پژوهش در این باره گفت: مطالعه چگونگی انتشار یک سیگنال الکتریکی بین سلولهای مختلف برای درک مکانیسم عملکرد سلول و بیماری اهمیت زیادی دارد. به عنوان مثال هرگونه بی نظمی در این سیگنال را میتوان نشانهای از آریتمی قلبی دانست. اگر سیگنال به درستی از یک بخش قلب به قسمت دیگر منتشر نشود، بخشی از این عضو نمیتواند سیگنال را دریافت کند و در نتیجه منقبض نمیشود.
«شنگ شو» استاد مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو در این باره گفت: با کمک این دستگاه میتوان روی فعالیت قلب در سطح سلولی زوم کرد و به تصویری با وضوح بالا از آنچه در این عضو میگذرد، دست یافت. با کمک این ابزار میتوان دید کدام سلولها درست کار نمیکنند، کدام بخشها با یکدیگر هماهنگ نیستند و مشخص کرد سیگنال در کجا ضعیف است. با کمک این اطلاعات میتوان دقت تشخیص پزشکی را ارتقا داد.
دستگاه شامل چند «ترانزیستور اثر میدان» (FET) میکروسکوپی و سه بعدی است که شکلی نوک تیز دارند. این FETهای کوچک بدون آسیب رساندن به سلولها وارد غشای آن میشوند و به اندازهای حساس هستند که سیگنالهای الکتریکی را مستقیما از سلول ردیابی کنند.
برای آنکه این ابزارها بتوانند برای مدتی طولانی داخل سلول باقی بمانند، با ۲ لایه فسفولیپیدی پوشیده شده اند. FETها میتوانند به طور همزمان سیگنالهای چند سلول را رصد کنند. همچنین آنها میتوانند سیگنالها را در ۲ منطقه مختلف داخل سلول نیز نظارت کنند.
آزمایشهای تیم تحقیق نتایج جالبی داشت و نشان داد سیگنالها داخل هر سلول قلب تقریبا با ۵ برابر سرعت سیگنال بین چند سلول حرکت میکنند. همچنین این دستگاه برای مطالعه فعالیتهای الکتریکی داخل نورونها نیز مناسب است. محققان قصد دارند در مرحله بعد از این ابزار برای همین منظور استفاده کنند.
در این پژوهش علاوه بر آقای علی خادم حسینی، آقایان روح الله نصیری و صمد احدیان نیز همکاری کرده اند. این تحقیق در نشریه نیچر منتشر شده است.