Beyin, vücudumuzun esrarengiz organlarından biri. Teknoloji geliştikçe beynin yapısını ve işleyişini daha yakından öğrenme şansımız oluyor. Beynin yapısını anlamanın yanında, beyinden bazı hasarların nasıl tamir edilebileceği üzerine çalışmalar devam ediyor. Nanoteknoloji de bu alanda etkili olmaya başladı. Bu yazıda, bu konudaki birkaç gelişmeden söz edeceğim.

Sinir mühendisliği mühendislik teknikleri ile merkezi ve çevresel sinir sisteminin fonksiyonlarını araştırıp, bu fonksiyonların benzerlerini yerine getiren sistemler üretmeye çalışan bir bilim dalı. Sinirbilim, nöroloji, elektronik mühendisliği, sinyal işleme, robotik, bilgisayar mühendisliği, doku mühendisliği, malzeme bilimi ve nanoteknoloji ile iç içe olan bir bilim dalı.

Sinir sisteminin zarar görmüş kısımlarını düzeltmek için sinir sistemini taklit edip, faaliyetlerini kaydeden protezler lâzım. Bunu yapmak için sinir mühendisleri önce hücreler arasındaki iletişimi çözüyorlar, daha sonra da bu sistemleri taklit eden mekanizmalar üretiyorlar.

Bu konuda şimdilik karbon nanotüpler çok fazla kullanılıyor. İtalya’dan Dr. Maurizio Prato ve Dr. Laura Ballerini karbon nanotüplerin üzerinde nöron geliştirmeyi başarmış. Böylece karbon nanotüplere elektrik verilip, sinir hücreleri uyarılabiliyor. İki araştırmacı ayrıca Neuronano adlı projede de görev alıyorlar. Neuronano’nun amacı karbon nanotüpleri multi elektrot dizin teknolojisi ile birleştirip, yeni nesil bioçipler üretmek. Karbon nanotüplerin ayrıca klinik uygulamalarda kullanılan metal elektrotların yerini alması da düşünülüyor.

_{Karbon nanotüp üzerinde gelişen sinir hücreleri}

Tabi bu vaadedilen gelişmelerin olması için sinir hücrelerini hangi durum için nasıl uyarmamız gerektiğini, elektromekanik aygıtlarla sinir hücrelerini kalıcı bir şekilde birleşitirmeyi daha iyi öğrenmemiz lâzım.

Günümüzdeki sinir protezlerinin bir sorunu da vücut içine yerleştirildikten birkaç ay sonra düzgün çalışmamaları. Michigan Üniversitesi’nden Mohammad Reza Abidian ve Mohammad Reza Abidian protezleri bir bionanomalzeme ile kaplayıp, bu problemi çözmeyi denemişler.

Kaplama üç kısımdan oluşuyor: bir polimer olan PEDOT, jel gibi bir tampo bölge (aljinat hidrojel) ve kontrollü olarak iltihabı önleyici ilaç salan biyollojik olarak bozunabilen bir polimer. PEDOT elektrotların daha az dirençle çalışmasını sağlayarak, nöronlarla iletişimi kolaylaştırıyor. İlaç salabilen fiberler de protezlerin vücut tarafından yok edilmesini önlüyor. Alglerden yapılan tampon bölge de, elektrotların mekanik olarak beyin dokusuna benzemesini sağlıyor.

Çalışmayı anlatan makele Advanced Functional Materials dergisinin 29 Ocak 2009 sayısında yayınlanmış.

Kaynak: 1 , 2 , 3