پردازش امواج مغز با قهوه - بابا آب داد

به گزارش بابا آب داد، تهران (پانا) - پژوهشگران آمریکایی سعی دارند با یاری الکترودهایی که از قهوه پوشیده شده اند، به آنالیز امواج مغز انسان بپردازند.

به گزارش ایسنا، قهوه را می توان برای ایجاد یک پوشش سازگار با محیط زیست مخصوص الکترودهایی به کار برد که ممکن است روزی به دانشمندان در درک بهتر امواج مغزی انسان یاری نمایند.

پژوهشگران دانشگاه سینسیناتی (University of Cincinnati) آمریکا در آزمایش خود، از قهوه استفاده نموده اند و دریافته اند که قهوه می تواند یک پوشش کارآمد برای الکترودهایی باشد که طی آنالیز های حساس به کار می فرایند.

آزمایش ها نشان داد که الکترودهای پوشیده از قهوه در مقایسه با الکترودهای فیبر کربنی که به طور سنتی فراوری می شوند، برای تشخیص آزاد شدن دوپامین در یک لوله آزمایش، سه برابر کارآمدتر هستند.

این پژوهش، جایگزین مقرون به صرفه تر و آسان تری برای پوشش های کنونی که از فیبر کربن ساخته شده اند، ارائه می دهد زیرا کار کردن با قهوه آسیاب شده، آسان تر است.

پژوهشگران در مقاله پژوهش خود نوشتند: این ماده در نهایت می تواند به دانشمندان یاری کند تا کنترل بهتری بر فعالیت مغز داشته باشند و سطح انتقال دهنده های عصبی را شناسایی نمایند.

تفاله قهوه مصرف شده پیشتر برای ساخت ابرخازن های متخلخل کربن و به منظور ذخیره انرژی مورد استفاده قرار گرفته و یک باتری ارگانیک را ارائه داده است.

استفاده از قهوه می تواند راهی برای استفاده مجدد از مواد، ایجاد حسگرها، دستگاه ها و راهکار های سازگار با محیط زیست در شیمی آلی باشد.

دکتر اشلی راس (Ashley Ross)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: من مقالاتی در خصوص فراوری کربن متخلخل برای ذخیره سازی انرژی دیدم و فکر کردم که شاید بتوانیم از این ماده رسانا در تشخیص نوروشیمی خود استفاده کنیم.

راس که خود یکی از علاقمندان قهوه است، ادامه داد: و بعلاوه فکر کردم که این بهانه خوبی برای خرید میزان زیادی قهوه برای آزمایشگاه است.

میکروالکترودهای سنتی که دانشمندان علوم اعصاب از آنها استفاده می نمایند، معمولا از فیبر کربن ساخته می شوند که از رشته های کربن ریز و جامد تشکیل شده است. ساخت میکروالکترودهای سنتی معمولا یک فرآیند سخت و پرهزینه را در بر دارد که شامل مراحل بسیار و استفاده از مواد شیمیایی خشن است؛ بنابراین پژوهشگران، حرکتی را برای یافتن جایگزین آنها شروع نموده اند.

راس میخواهد همه الکترودها را با کربن به دست آمده از تفاله قهوه بسازد زیرا این روشی مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست خواهد بود.

پژوهشگران به عنوان نخستین گام برای تحقق این هدف، قهوه به دست آمده از زمین را به عنوان پوششی برای الکترودهای معمولی به کار بردند.

کامیا لاپسلی (Kamya Lapsley)، دانشجوی دوره تابستانی آزمایشگاه راس و دانشجوی کنونی دانشگاه ایالتی کنت (KSU)، چالش نخست را انجام داد. او کار خود را با گرفتن تفاله های قهوه استفاده شده و حرارت دادن آنها با دمای 1300 درجه فارنهایت شروع کرد.

پس از این که تفاله های قهوه به خوبی سوختند، لاپسلی و همکارانش مواد را به محلول هیدروکسید پتاسیم اضافه کردند که کربن را فعال می سازد و حفره ها را باز می نماید. سپس آنها مخلوط را دوباره حرارت دادند تا هر گونه محصول جانبی نامطلوب را از بین ببرند. آنچه باقی ماند، یک دوغاب جوهری پر از تکه های کربن متخلخل بود. آنها در نهایت، ماده به دست آمده را با آب رقیق کردند و الکترودهای فیبر کربن را در آن غوطه ور کردند و سپس آنها را با لایه ای از قهوه که 100 برابر نازک تر از موی انسان بود، پوشاندند.

لاپسلی و همکارانش از یک روش اسکن سریع برای مقایسه عملکرد الکترودهای پوشش داده شده و بدون پوشش استفاده کردند تا به سنجش مقادیر دوپامین بپردازند که یک انتقال دهنده عصبی است. آنها با استفاده از این روش، ولتاژی را روی الکترود اعمال کردند تا ترشح دوپامین در مغز را تقلید نمایند.

لاپسلی و همکارانش دریافتند که الکترودهای پوشش داده شده با کربن به دست آمده از قهوه، سه برابر بیشتر از الیاف کربن بدون پوشش، به سطح جریان اکسیداتیو می رسند. نتایج این آزمایش نشان می دهند که الکترود پوشش داده شده، سطح حساس تری را برای تشخیص دوپامین ارائه می دهد.

راس شرح داد که ساختار متخلخل نه تنها به مولکول های دوپامین بیشتری امکان می دهد تا در واکنش شرکت نمایند، بلکه به علت مساحت سطح پوشش، مولکول های دوپامین را به طور لحظه ای در شکاف های الکترود به دام می اندازد. این ویژگی ها، میزان حساسیت را بالا می برند و به پژوهشگران امکان می دهند تا میزان گیری های سریع تری را انجام دهند. بعلاوه، تشخیص امواج مغزی را کارآمدتر و دقیق تر می نمایند.

پژوهشگران در مرحله بعد، الکترودهای فیبر کربن را از ابتدا با کربن متخلخل حاصل از ضایعات قهوه خواهند ساخت تا تخلخل یکنواختی را نه تنها در سطح، بلکه درون الکترودها ایجاد کند. راس پیش بینی می نماید که این کار، توانایی های تشخیص نوروشیمیایی آنها را افزایش دهد زیرا سطح بیشتری از الکترود در معرض جذب مولکول های دوپامین قرار می گیرد.

راس میخواهد الکترودهای پوشش داده شده با قهوه را در مغز موش های زنده آزمایش کند.

هیچ کمبودی در زمینه تامین مواد اولیه مورد احتیاج برای انجام دادن مراحل بعدی پروژه وجود نخواهد داشت زیرا به نظر می رسد که همه افراد آزمایشگاه، دم کردن این مواد اولیه را دوست دارند. راس گفت: دانشجویان، کمی تفاله قهوه فراهم کردند که بیش از میزان مورد احتیاج ما بود. همه پژوهشگران آزمایشگاه من، واقعا این پروژه را دوست داشتند.