یک ریزتراشه مغزی سه بعدی به دانشمندان اجازه می دهد تا پیچیدگی شبکه های سلولی سه بعدی را مطالعه کنند. بر اساس گزارش منتشر شده، این تراشه مغزی سه بعدی به مشاهده ساختارهای پیچیده مانند مغز انسان کمک می کند.
درک چگونگی شکل گیری اندام ها و نحوه رفتار سلول های آنها برای یافتن علل و درمان اختلالات رشدی و همچنین درک برخی بیماری ها ضروری است.
3Brain با CSEM برای ساخت فناوری سه بعدی همکاری کرد. 3Brain یک شرکت سوئیسی است که بر توسعه درمان های نسل بعدی برای درمان اختلالات مغزی تمرکز دارد. CSEM یک سازمان تحقیقاتی و فناوری خصوصی و غیرانتفاعی سوئیسی با بیش از 35 سال تجربه در توسعه فناوری عمیق است. 3Brain بیش از 15 سال برای ادغام فناوری ریزتراشه در علم کار کرده است.
20000 فریم در ثانیه با تراشه مغزی
3Brain ادعا می کند که فناوری آن می تواند همزمان به هزاران سلول متصل شود. همچنین سیگنال های زیستی را با سرعت 20000 فریم در ثانیه در یک آرایه پیکسلی با تفکیک مکانی پردازش کند. تقریبا شبیه به دوربین های HD با سرعت فوق العاده بالا. بنابراین به طور موثر مفهوم تصویربرداری کاربردی بدون برچسب را فراتر از رویکردهای نوری گسترش می دهد.
این شرکت همچنین اشاره میکند که رابطهای الکترونیکی سلولی مانند گیرههای پچ و آرایههای چند الکترودی با چگالی بالا به دو بعدی محدود میشوند و هنگام اندازهگیری سیستمهای مدل سهبعدی مانند ارگانوئیدها یا بافتهای مغزی، از محدودیتهای زیادی رنج میبرند. 3Brain به منظور غلبه بر این چالش ها بر روی توسعه یک رابط سلول-الکترونیکی مبتنی بر فناوری نیمه هادی اکسید فلزی کار کرد.
با Accura – 3D آشنا شوید
ریزتراشه سه بعدی CMOS (به نام Accura-3D) مجهز به الکترودهای حسی طلایی است. الکترودهایی که بر روی هزاران میکروسوزن پوشیده شده با پلیمرهای زیستی نصب شده است. مائورو گاندولفو، مدیرعامل و یکی از بنیانگذاران 3Brain AG، گفت: “ما میخواهیم که محققان را برای طرح سؤالات بیولوژیکی جدید و جسورانه که تاکنون غیرممکن بوده، توانمند کنیم. رابطهای الکترونیکی سلولی ما مفهوم تصویربرداری عملکردی بدون اپتیک را گسترش میدهند. همگی بدون نیاز به نشانگرهای بیولوژیکی، پروتئینهای فلورسنت یا دستکاری ژنتیکی شبکههای سلولی. با Accura-3D، ما یک راه حل درجه یک ایجاد کردیم که می تواند مستقیماً به معماری پیچیده بافت های سه بعدی و ارگانوئیدهای مغز دسترسی داشته باشد.”
گاندولفو توضیح داد: “بزرگترین چالش ها، گرفتن حجم وسیعی از داده های بدست آمده از سلول ها و پردازش آنها بدون از دست دادن اطلاعات حیاتی در زمان واقعی است. Accura-3D بسیاری از کارهای سنگین را با پردازش روی تراشه، تقویت سیگنال و فیلتر نویز انجام می دهد که اساساً خود تراشه را هوشمند می کند.”
الساندرو مکچیون، یکی از بنیانگذاران 3Brain AG گفت: “ما به فرصتهای ارائه شده توسط مدلهای سلولی پیشرفته مانند کرویها و ارگانوئیدها بسیار توجه داریم. ما در حال حاضر نتایجی داریم که نشان میدهد Accura-3D در اندازهگیری سلولها و سیگنالهای زیستی مرتبط از نظر فیزیولوژیکی بسیار برتر است.”
صرع و آلزایمر را می توان به راحتی تشخیص داد
این شرکت بیان می کند که بسیاری از بیماری های روانی از جمله صرع و آلزایمر را می توان به راحتی با ریز تراشه مغزی جدید تشخیص داد.
مکچیون در ادامه گفت: “ما شروع به تمرکز روی ارگانوئیدهای مغزی کردیم. زیرا ارتباط آنها با مدل سازی بیماری های مخرب رشدی و عصبی مغز که بار زیادی برای جامعه ما ایجاد می کند. به عنوان مثال، آلزایمر و صرع. از نظر علمی، Accura-3D فوقالعاده هیجانانگیز است. زیرا به ما این امکان را میدهد تا عمیقتر به عملکرد درونی بافتها و ارگانوئیدها نگاه کنیم. حتی سوالاتی را که قبلاً دور از دسترس بودند را بپرسیم. چرا، کجا و چگونه فعالیت خود به خود در ارگانوئیدهای مغز پدیدار می شود و امواج مغزی هماهنگ چگونه شروع می شوند؟”