شناخت مکانیزم‌های آسیب مغزی با ارائه مدلی جدید در دانشگاه امیرکبیر

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، خانم فائزه اسکندری دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر مجری طرح «ارائه مدلی ساختاری برای ساقه مغز در اثر آسیب‌های مکانیکی» گفت: مطالعات اخیر نشان داده است که بیماری‌های نورولوژیکی مانند اسکلروز چندگانه (ام اس) و آلزایمر و آسیب‌های ترومایی ناشی از ضربه به سر، می‌توانند منجر به تغییر قابل توجهی در خواص مکانیکی مغز شوند.

 

وی با اشاره به طرح خود در دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: هدف از این تحقیق، شناخت علت ریزساختاری تفاوت در رفتار بافت مغز دچار آسیب ترومایی و بافت مغز سالم بود.

 

وی خاطر نشان کرد: نتایج این تحقیق نشان داد که تغییر در خواص مکانیکی بافت مغز در اثر آسیب، دارای یک توصیف ریزساختاری است. تاکنون در مطالعات مربوط به آسیب‌های مغزی، تنها به پارگی آکسون‌ها به عنوان یک توصیف ریزساختاری از آسیب توجه شده بود؛ امّا در پژوهش حاضر، رفتار سلول‌های گلیا بعنوان بخش بزرگی از حجم بافت مغز مورد مطالعه قرار گرفته و به نقش آن‌ها در آسیب مغزی اشاره شده است. 

 

خانم دکتر اسکندری با بیان اینکه بیومکانیک آسیب مغزی، نیازمند رویکرد‌های چندرشته‌ای است تا رفتار پیچیده‌ی بافت مغز را در هنگام آسیب توصیف کند، گفت: در این تحقیق تلاش شد تا یک مسیر کامل برای شناخت رفتار بافت ساقه¬ی مغز (بعنوان یکی از آسیب پذیرترین نواحی مغز) در شرایط آسیب بر مبنای روش‌های تصویربرداری، آزمون‌های مکانیکی و بافت شناسی طی شود. 

 

وی خاطر نشان کرد: این مسیر، شامل بررسی خواص مکانیکی و ریزساختار بافت ساقه‌ی مغز تحت بارگذاری کششی و فشاری و بررسی ناهمسانگردی بافت ساقه‌ی مغز برای انتخاب مدل صحیح بیانگر رفتار مکانیکی و در نهایت، ارائه یک تابع آسیب و توصیفی ریزساختاری برای این بافت بود.

 

وی گفت: آسیب پذیری زیاد بافت مغز و متفاوت بودن رفتار مکانیکی آن نسبت به سایر بافت‌های نرم بدن، از جمله چالش‌های اصلی در انجام آزمون‌های مختلف بر روی این بافت بودند.

 

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: نتایج این تحقیق از نظر توسعه‌ی دانش پایه، در جهت شناخت مکانیزم‌های آسیب مغزی و از نظر کاربردی، برای بهبود مدل‌های کامپیوتری مورد استفاده برای پیش بینی رفتار مغز در شرایط آسیب، می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. 

 

خانم اسکندری عنوان کرد: به دلیل مسائل اخلاقی و نبود دسترسی به بافت مغز انسان، این تحقیق بر روی نمونه‌های حیوانی انجام شده است. امّا در ادامه لازم است که آزمون‌های مکانیکی و بافت شناسی بر روی بافت مغز انسان نیز انجام شود تا از نتایج آن بتوان بصورت دقیق تری برای پیش بینی رفتار مغز انسان در شرایط آسیب استفاده کرد.

 

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به معرفی ویژگی‌های طرح گفت: یکی از ویژگی‌های مهم این تحقیق، نمایش متفاوت بودن رفتار مکانیکی و ریزساختاری مغز نسبت به سایر بافت‌های نرم بدن است. همچنین، ویژگی دیگر این تحقیق، استفاده از آزمون‌های تجربی و مدل‌های ریاضی به منظور معرفی یک توصیف جدید برای بیان ارتباط بین خواص مکانیکی بافت مغز و رفتار سلول‌های مغزی در شرایط آسیب است. 

 

وی تأکید داشت: نوآوری ارائه شده به منظور انجام آزمون‌های مکانیکی و بررسی رفتار سلول‌ها در شرایط آسیب و ارائه‌ی یک توصیف ریزساختاری برای آسیب مغزی، منحصرا مربوط به این پروژه بوده و دارای نمونه داخلی یا خارجی نمی‌باشد. 

 

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: معرفی یک رویکرد جدید تحقیقاتی در حوزه بیومکانیک آسیب مغزی، از جمله مزیت‌های این طرح محسوب می‌شود.

 

وی در خصوص کاربرد‌های طرح گفت: مطالعات بیومکانیکی درباره مغز می‌توانند به توسعه روش‌های تشخیصی، بهبود سیستم‌های آموزش جراحی و ربات‌های کمک کننده‌ی جراحی و طراحی تجهیزات محافظتی از سر کمک کنند. مدل‌های کامپیوتری، ابزار مهمی در جهت رسیدن به این اهداف هستند. توسعه چنین مدل‌هایی برای بافت مغز، نیازمند هندسه‌ی دقیق و خواص مکانیکی درستی هستند تا بتوانند رفتار بافت مغز را در شرایط مختلف به خوبی پیش بینی کنند.

 

وی ادامه داد: با پیشرفت‌های اخیر صورت گرفته در زمینه‌ی تصویربرداری پزشکی، هندسه‌ی دقیق مغز در دسترس است؛ امّا همچنان خواص مکانیکی مغز به خوبی شناخته نشده است. نتایج این تحقیق در جهت ارائه‌ی خواص مکانیکی دقیق‌تر برای بهبود مدل‌های کامپیوتری، کاربرد دارد. 

 

وی خاطر نشان کرد: کمک به شناخت مکانیزم‌های آسیب مغزی از نتایج این طرح به شمار می‌رود.

 

گفتنی است اساتید راهنمای این طرح آقای دکتر مهدی شفیعیان عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی پزشکی و آقای دکتر محمد محمدی اقدم از دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر و استاد مشاور طرح آقای دکتر کاوه لاکساری از دانشگاه آریزونا امریکا بوده است.

 

نتایج این تحقیق در قالب ۵ مقاله در نشریه‌های معتبر ISI به چاپ رسیده و در ۳ همایش بین المللی در داخل و خارج کشور ارائه شده است.