به گزارش خبرنگار حوزه فن‌آوری‌ گروه علمی پزشكی باشگاه خبرنگاران جوان،  سلول‌ها کوچکترین واحد‌های زنده در بدن انسان هستند؛ سلول‌هائی مانند سلول‌های عصبی و سلول‌های عضلانی قلبی یا کاردیومیوسیت‌ها از سیگنال‌های الکتریکی برای ارتباط با یکدیگر استفاده می‌کنند؛ دانشمندان با استفاده از الکترود‌هایی که در خارج یا داخل غشای سلولی قرار دارند، این سیگنال‌ها را که در عملکرد طبیعی مغز و قلب قرار دارد، مطالعه می‌کنند.

در حالی که سیستم‌های ضبط فعالیت الکتریکی سلولی به طرز چشمگیری در طول سال‌ها تکامل یافته اند، اما هنوز هم محدودیت‌هایی دارند.

محققان آزمایشگاه میکروسیستم EPFL به سرپرستی Philippe Renaud و آزمایشگاه اپتیکال سلولی دانشگاه برن به سرپرستی Stephan Rohr با همکاری هم موفق به ساخت میکروالکترود جدیدی شدند که به غشای سلولی نفوذ می‌کند و به دانشمندان اجازه می‌دهد فعالیت‌های الکتریکی را در بافت‌ها دنبال کنند.

این نوع جدید الکترود که به عنوان نانو ولکانو ساخته شده است، از سه بخش تشکیل شده است؛ اولین بخش، دهانه الکترود است که شامل یک حلقه طلایی بوده و با همان مولکول‌های زیستی غشای سلولی پوشیده شده است؛ در داخل دهانه یک الکترود پلاتینی قرار دارد که برای برداشتن سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌شود وقسمت خارجی با شیشه عایق احاطه شده است.

به گفته محققان، در حالت معمول لبه‌های تیز الکترود غشاء را سوراخ می‌کنند و الکترود به سلول نفوذ می‌کند، اما در این نوع، غشا خود را به حلقه طلا متصل و شرایط ایده آل را برای ثبت فعالیت الکتریکی سلول ایجاد می‌کند.

دانشمندان می‌توانند با استفاده از این الکترودها، جریان الکتریکی را در چندین مکان کشت سلولی به طور هم زمان اندازه گیری کنند و از چگونگی همکاری سلول‌های ماهیچه‌های قلبی در محیط اطلاعاتی بدست آورند.

بیشتر بخوانید: ساخت دستکشی با قابلیت پوست دست انسان!

بررسی واکنش سلول‌ها به دارو

اندازه گیری جریان الکتریکی سلول‌های فردی و اینکه چگونه بسته به ساختار بافت و شرایط پاتولوژیکی شکل آن تغییر می‌کند برای درک عمیق‌تر مکانیسم‌های منجر به آریتمی قلبی بسیار مهم است.

محققان امیدوارند نانوولکانو‌ها کاربرد‌های بالقوه فراتر از الکتروفیزیولوژی قلب داشته باشند و در حال حاضر آزمایشاتی برای بررسی امکان کاربرد آن‌ها در مورد نورون‌ها در حال انجام است.

این فناوری همچنین ممکن است برای صنعت داروسازی کاربرد داشته باشد و به دانشمندان این امکان را بدهد که واکنش سلول‌ها به دارو‌ها را نشان دهند و در دراز مدت، درمان‌های هدفمند را توسعه دهند.