গবেষকরা চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করতে এবং পৃথক নিউরনগুলিকে উদ্দীপিত করতে কয়েকটি ছোট কয়েল মোতায়েন করেছেন। চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি কাছাকাছি যে কোনও নিউরনে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলিকে প্ররোচিত করতে পারে, একই প্রভাব ইলেক্ট্রোড দ্বারা উত্পাদিত হয়, তবে আরও সুনির্দিষ্টভাবে। তারা আটটি কয়েলের একটি অ্যারে ব্যবহার করেছিল, যার প্রতিটি একত্রিত করে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্ররোচিত করতে কম কারেন্ট ব্যবহার করতে পারে এবং কয়েলের চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি বাড়ানোর জন্য নরম চৌম্বকীয় পদার্থ ব্যবহার করেছিল। গবেষকরা ম্যাগপ্যাচ নামে একটি প্রোটোটাইপ কয়েল অ্যারে তৈরি করেছিলেন এবং এটিকে একটি জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ আবরণে আবদ্ধ করেছিলেন।
নিউরোস্টিমুলেশন হল একটি চিকিৎসা প্রযুক্তি যা স্নায়ুতন্ত্রকে প্রভাবিত করে এমন অনেক অবস্থার চিকিৎসা করতে ব্যবহৃত হয়। এটি তাদের প্রতিবেশীদের সাথে বৃদ্ধি এবং সংযোগ করতে উত্সাহিত করার জন্য নিউরনগুলিতে শক্তি প্রয়োগ করে। মৃগীরোগের চিকিত্সার মধ্যে প্রায়ই নিউরোস্টিমুলেশন অন্তর্ভুক্ত থাকে, যেমন পারকিনসন্স রোগ, দীর্ঘস্থায়ী ব্যথা এবং কিছু মানসিক অবস্থার জন্য অনুরূপ চিকিত্সা।
ভিতরে ভ্যাকুয়াম সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির জার্নাল এAIP পাবলিশিং দ্বারা প্রকাশিত, মিনেসোটা বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করতে এবং পৃথক নিউরনগুলিকে উদ্দীপিত করতে ক্ষুদ্র কয়েলের (মাইক্রোকয়েল) একটি অ্যারে স্থাপন করেছেন।
বিদ্যমান ডিভাইসগুলি কার্যকর কিন্তু কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় সূক্ষ্মতা নেই, যেমন কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট বা ভ্যাগাস নার্ভ স্টিমুলেটর।
“বাজারে বেশ কয়েকটি নিউরোস্টিমুলেশন ডিভাইস রয়েছে – কিছু ইতিমধ্যে রোগীর পরীক্ষার জন্য এফডিএ দ্বারা অনুমোদিত এবং কিছু অনুমোদনের জন্য অপেক্ষা করছে,” লেখক রেনাটা সাহা বলেছেন। “কিন্তু তারা সবাই একটি সতর্কতা নিয়ে আসে – তারা প্রতিবেশী কোষ সহ বিপুল সংখ্যক নিউরনকে উদ্দীপিত করে যেগুলিকে উদ্দীপিত করা উচিত নয়। চিকিৎসা ডিভাইস শিল্প এমন একটি ডিভাইস বা প্রযুক্তি সমাধান খুঁজছে যা একক-কোষ নিউরনকে উদ্দীপিত করতে পারে।”
ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করার পরিবর্তে, সাহা এবং তার দল ম্যাগনেটিক কয়েল ব্যবহার করেছিল। দুই শতাব্দীরও বেশি আগে, পদার্থবিজ্ঞানী মাইকেল ফ্যারাডে বর্ণনা করেছিলেন কীভাবে তারের কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত বৈদ্যুতিক প্রবাহ একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। এই চৌম্বক ক্ষেত্রটি তখন নিকটবর্তী যেকোনো নিউরনে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্ররোচিত করতে পারে – একই প্রভাব ইলেক্ট্রোড দ্বারা উত্পাদিত হয়, তবে আরও সুনির্দিষ্টভাবে। যাইহোক, এই কৌশল একটি প্রধান অপূর্ণতা আছে।
“এই মাইক্রোকয়েলগুলিকে প্রয়োজনীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের থ্রেশহোল্ডে পৌঁছানোর জন্য যে পরিমাণ কারেন্ট চালিত করা দরকার যা নিউরনকে উদ্দীপিত করতে পারে তা খুব বেশি,” সাহা বলেছিলেন। “এটি ইলেক্ট্রোডকে একই থ্রেশহোল্ডে চালিত করার জন্য প্রয়োজনীয় কারেন্টের প্রায় তিনগুণ।”
এই সমস্যা সমাধানের জন্য, দল দুটি উন্নতি করেছে। প্রথমত, একটি একক মাইক্রোকয়েল ব্যবহার করার পরিবর্তে, তারা আটটি কয়েলের একটি অ্যারে ব্যবহার করেছিল যা প্রতি কয়েলে অনেক কম কারেন্ট ব্যবহার করে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্ররোচিত করে। কয়েলের চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি বাড়ানোর জন্য নরম চৌম্বকীয় পদার্থ ব্যবহার করে লেখকরা এই মাইক্রোকয়েল অ্যারেগুলিকে আরও উন্নত করেছেন।
“মাইক্রোকয়েলের মূল অংশে এই নরম চৌম্বকীয় পদার্থগুলি যোগ করলে মাইক্রোকয়েলের মাধ্যমে কারেন্ট না বাড়িয়ে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি পায়,” সাহা বলেন।
গবেষকরা ম্যাগপ্যাচ নামে একটি প্রোটোটাইপ কয়েল অ্যারে তৈরি করেছেন এবং এটিকে একটি জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ আবরণে আবদ্ধ করেছেন। তারপরে তারা এটির কার্যকারিতা প্রমাণ করার জন্য মানুষের নিউরোব্লাস্টোমা কোষ দিয়ে এটি পরীক্ষা করে। কোষগুলি আবরণ দ্বারা ক্ষতি না করেই চৌম্বক ক্ষেত্রের দ্বারা প্রভাবিত হয়েছিল, পরামর্শ দেয় যে ডিভাইসটি ক্লিনিকাল সেটিংসে সম্ভাব্যভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
লেখকরা ম্যাগপ্যাচ ডিভাইসটির সুরক্ষা এবং উপযোগিতা নিশ্চিত করার জন্য বিকাশ এবং পরীক্ষা চালিয়ে যাওয়ার পরিকল্পনা করেছেন। তারা আশা করে যে এটি কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের পরবর্তী প্রজন্মের উন্নতিতে সাহায্য করবে।
