ضبط عبور سیگنال ها از سلول های عصبی

به گزارش سینا پرس فارس، همین حالا دست خود را دراز کنید و هر چیزی را که در اطرافتان است لمس کنید. چه چوب میزتان باشد، چه کلید روی صفحه کلیدتان، یا خز سگتان، در همان لحظه ای که انگشتتان با آن تماس گرفت، آن را حس کردید.

در واقع، کمی زمان می برد تا مغز شما حس را از نوک انگشت شما ثبت کند. با این حال، هنوز هم بسیار سریع اتفاق می افتد، با سیگنال لمسی که از طریق اعصاب شما با سرعت بیش از 100 مایل در ساعت حرکت می کند. در واقع، برخی از سیگنال های عصبی حتی سریع تر هستند و به سرعت 300 مایل در ساعت نزدیک می شوند.

دانشمندان در Caltech به تازگی یک دوربین فوق سریع جدید ساخته اند که می تواند فیلمی از این تکانه ها را هنگام عبور از سلول های عصبی ضبط کند. نه تنها این، بلکه دوربین می تواند از دیگر پدیده های فوق العاده سریع مانند انتشار پالس های الکترومغناطیسی در الکترونیک نیز فیلمبرداری کند.

این فناوری دوربین که به عنوان عکاسی فوق سریع فشرده با افزایش متفاوت (Diff-CUP) شناخته می شود، در آزمایشگاه لیهونگ وانگ توسعه یافته است. او پروفسور برن مهندسی پزشکی و مهندسی برق، صندلی رهبری مهندسی پزشکی اندرو و پگی چرنگ و مدیر اجرایی مهندسی پزشکی است.

Diff-CUP به روشی مشابه سایر سیستم‌های CUP Wang عمل می‌کند، که نشان داده شده است که می‌توانند تصاویر پالس‌های لیزر را در حین حرکت با سرعت نور و ضبط ویدیو با سرعت ۷۰ تریلیون فریم در ثانیه، ثبت کنند.

Diff-CUP با همان فناوری دوربین پرسرعت موجود در سایر سیستم‌های CUP، آن را با دستگاهی به نام تداخل سنج Mach-Zehnder ترکیب می‌کند. تداخل سنج از اجسام و مواد تصویربرداری می کند که ابتدا یک پرتو نور لیزر را به دو قسمت می کند و تنها یکی از پرتوهای تقسیم شده را از یک جسم عبور می دهد و سپس پرتوها را دوباره ترکیب می کند. از آنجایی که امواج نور تحت تأثیر اجسامی هستند که از آنها عبور می کنند، مواد مختلف به روش های متفاوتی بر آنها تأثیر می گذارند، پرتوی که از ماده مورد تصویر عبور می کند، امواج آن با امواج پرتوی دیگر هماهنگ نیست. هنگامی که پرتوها دوباره ترکیب می شوند، امواج خارج از همگام با یکدیگر تداخل پیدا می کنند (از این رو "تداخل سنج") در الگوهایی که اطلاعات مربوط به جسم مورد تصویر را نشان می دهد.

وانگ می گوید: «دیدن سیگنال های عصبی برای درک علمی ما اساسی است، اما به دلیل عدم سرعت و حساسیت ارائه شده توسط روش های تصویربرداری موجود، هنوز به دست نیامده است.

تیم تحقیقاتی وانگ همچنین عکس‌هایی از انتشار پالس‌های الکترومغناطیسی (EMP) گرفت. در برخی مواد، اینها می توانند تقریباً با سرعت نور حرکت کنند. در این مورد، آنها پالس های الکترومغناطیسی را از طریق کریستالی از لیتیوم نیوبات، نمکی که خواص نوری و الکتریکی منحصر به فردی دارد، عبور دادند. با وجود سرعت بسیار بالایی که یک EMP از این ماده عبور می کند، دوربین توانست به وضوح از آن تصویربرداری کند.

وانگ می گوید: "تصویربرداری از سیگنال های انتشار در اعصاب محیطی اولین گام است." تصویربرداری از ترافیک زنده در یک سیستم عصبی مرکزی، که نحوه عملکرد مغز را روشن می کند، بسیار مهم است.

مترجم: فتانه حق پرست

منبع: scitechdaily