Teknologi yang ditanamkan telah sangat meningkatkan kemampuan kita untuk mempelajari dan bahkan mengendalikan aktivitas neuron di otak, namun mempelajari aktivitas neuron di sumsum tulang belakang sangatlah sulit.
“Jika kita memahami dengan tepat bagaimana neuron di sumsum tulang belakang memproses sensasi dan kontrol, kita dapat mengembangkan pengobatan yang lebih baik untuk penyakit dan cedera sumsum tulang belakang,” kata Yu Wu, seorang ilmuwan peneliti di Rice Said, yang merupakan bagian dari tim neuroengineer dari Universitas. Solusi untuk masalah ini.
“Kami mengembangkan sensor kecil, SpinalNet, yang merekam aktivitas listrik neuron tulang belakang saat subjek melakukan aktivitas normal tanpa gangguan,” kata Wu, penulis utama studi yang diterbitkan tentang sensor Are. Laporan sel. “Mampu memperoleh pengetahuan semacam ini adalah langkah pertama namun penting menuju pengembangan pengobatan bagi jutaan orang yang menderita penyakit sumsum tulang belakang.”
Menurut penelitian, sensor tersebut digunakan untuk merekam aktivitas saraf di sumsum tulang belakang tikus yang bergerak bebas dalam jangka waktu lama dan dengan resolusi luar biasa, bahkan melacak neuron yang sama selama beberapa hari.
“Sampai saat ini, sumsum tulang belakang kurang lebih seperti kotak hitam,” kata Lan Luan, profesor teknik elektro dan komputer dan penulis studi tersebut. Masalahnya adalah sumsum tulang belakang banyak bergerak selama aktivitas normal. Setiap kali Anda memutar kepala atau membungkuk, neuron di sumsum tulang belakang juga bergerak.
Selama aktivitas tersebut, sensor kaku yang ditanamkan di sumsum tulang belakang pasti akan mengiritasi atau bahkan merusak jaringan halus. Namun, sumsum tulang belakang seratus kali lebih kecil dari lebar rambut, menjadikannya sangat lembut dan fleksibel – hampir selembut jaringan saraf.
“Fleksibilitas ini memberikan stabilitas dan biokompatibilitas yang kita perlukan untuk memandu neuron sumsum tulang belakang dengan aman selama aktivitas sumsum tulang belakang,” kata Chong Xie, profesor teknik elektro dan komputer serta bioteknologi dan penulis studi tersebut. “Dengan SpinalNet, kami dapat memperoleh sinyal dengan noise rendah dari ratusan neuron.”
Sumsum tulang belakang memainkan peran penting dalam mengendalikan gerakan dan fungsi vital lainnya, dan kemampuan untuk merekam neuron tulang belakang dengan resolusi spasial dan temporal yang baik selama gerakan yang tidak terkontrol memberikan gambaran tentang mekanisme yang memungkinkan hal ini. Dengan menggunakan SpinalNet, para peneliti dapat menentukan bahwa neuron tulang belakang di generator pola pusat – sirkuit saraf yang dapat menghasilkan pola motorik ritmis seperti berjalan tanpa adanya informasi waktu tertentu – tampaknya melibatkan lebih dari sekadar Agitasi ritmis.
“Beberapa di antaranya memiliki hubungan yang kuat dengan gerakan kaki, namun yang mengejutkan, banyak neuron yang tidak memiliki hubungan yang jelas dengan kecepatan,” kata Wu. “Ini menunjukkan bahwa sirkuit tulang belakang yang mengendalikan gerakan ritmis lebih kompleks dari yang kita duga.”
Para peneliti mengatakan mereka berharap dapat membantu menyelesaikan kompleksitas ini dalam penelitian di masa depan, dengan menjawab pertanyaan seperti bagaimana neuron tulang belakang memproses gerakan refleks – misalnya terkejut – versus perbedaan antara tindakan sukarela.
“Selain wawasan ilmiahnya, kami percaya bahwa seiring berkembangnya teknologi, teknologi ini memiliki potensi besar sebagai alat medis bagi orang-orang dengan kelainan saraf dan cedera tulang belakang,” kata Luan.
Penelitian ini didukung oleh National Institutes of Health (R01NS102917, U01NS115588, U01NS131086, R01NS109361, R01NS123160, R01NS108034, U19NS112959), Rice, Salk Institute, dan Mary Kay Chapman Foundation. Isi siaran pers ini sepenuhnya merupakan tanggung jawab penulis dan tidak mewakili pandangan resmi pemberi dana.
Dilansir dari dan telah tayang di: https://agenbrilink.net/berita/investigasi-para-insinyur-dapat-membantu-memajukan-pengobatan-untuk-penyakit-dan-cedera-sumsum-tulang-belakang/18015/