تکنولوژی آرایه های چندالکترودی جهت ثبت های غیرتهاجمی سیگنال های عصبی: یک مقاله مروری

ثبت فعالیت های الکتروفیزیولوژیکی نورون های مغزی در نیم قرن اخیر به عنوان یکی از ابزارهای کارآمد توسعه علوم اعصاب مطرح بوده است. از جمله تکنیک هایی که برای ثبت فعالیت سلول های عصبی به کار می رود، استفاده از آرایه های چند الکترودی است. آرایه های چند الکترودی یک پلت فرم بالقوه برای مطالعه الکتروفیزیولوژی سلولی است و برای ثبت عملکرد در بلندمدت و غیرتهاجمی بودن مشهور هستند. این آرایه ها شامل آرایه ای از الکترودها با ابعاد میکرومتری و نانومتری هستند و برای تحریک و ثبت پتانسیل عمل سلولی طراحی شده اند که به کمک فناوری های ریزماشین کاری ساخته می شوند. فلزاتی مانند طلا و پلاتین به دلیل هدایت الکتریکی زیاد و زیست سازگاری برای ساخت آرایه های چند الکترودی استفاده می شوند. با وجود رشد سریع، آرایه های چند الکترودی کنونی برای کاربردهای عصبی، هنوز با محدودیت هایی مانند نسبت سیگنال به نویز پایین و قدرت تفکیک فضایی کم روبرو هستند. برای دستیابی به وضوح مکانی بهتر و سطح نویز کمتر و در نتیجه سیگنال دقیق تر، نیاز به توسعه آرایه هایی با اندازه کوچکتر و امپدانس کمتر وجود دارد. در این میان، نانوساختارهای گوناگون مانند گرافن، نانولوله های کربنی و نانوذرات طلا با توجه به خواص جالب توجهی که دارند، تبدیل به کاندیدهای جذابی برای این کاربرد شده اند. در این مقاله، تکنولوژی آرایه های چند الکترودی، نحوه عملکرد و قسمت های مختلف آن معرفی شده و در نهایت چالش ها و پیشرفت های پیش روی این حوزه مورد بررسی قرار گرفته اند. فناوری آرایه های چند الکترودی برای تحقیقات علوم اعصاب، تجزیه و تحلیل شبکه های عصبی، مطالعه اثرات دارو و مطالعات پروتزهای عصبی استفاده می شود.