توسعه اولین «بینی مصنوعی» برای بازگرداندن حس بویایی به بیش از یک میلیارد نفر

توسعه اولین راه‌حل جایگزین برای حس بویایی

از دست دادن حس بویایی یک مشکل جدی است که بر زندگی حدود ۲۰ درصد از جمعیت جهان تأثیر می‌گذارد. این وضعیت می‌تواند ناشی از عوامل مختلفی مانند عفونت‌ها، داروها یا آسیب‌ها باشد و برخلاف کاهش شنوایی یا بینایی که برای آن‌ها ایمپلنت‌هایی مانند کاشت حلزون وجود دارد، تاکنون هیچ دستگاه یا ایمپلنتی برای بازگرداندن مستقیم حس بویایی ساخته نشده بود. این پژوهش جدید، گامی حیاتی در مسیر یافتن راه‌حلی عملی برای بیش از یک میلیارد نفر در سراسر جهان است.

نحوه عملکرد "بینی مصنوعی" و سیستم جایگزینی حسی

محققان موفق به ساخت سیستمی شده‌اند که با استفاده از یک «بینی مصنوعی» (e-nose)، بوها را دریافت می‌کند. این دستگاه اطلاعات شیمیایی بوها را به یک کد دیجیتال خاص ترجمه می‌کند. سپس این کد از طریق یک محرک الکتریکی درون‌بینی که به شکل یک گیره‌ی مغناطیسی کوچک روی تیغه‌ی بینی قرار می‌گیرد، به عصب سه‌قلو منتقل می‌شود.

این فناوری بر مفهوم «جایگزینی حسی» استوار است؛ به این معنی که یک حس سالم، اطلاعات حسی آسیب‌دیده را منتقل می‌کند. در حفره‌ی بینی، دو سیستم حسی وجود دارد:

• سیستم بویایی: برای درک بو.
• سیستم سه‌قلو: برای درک دما، لمس و تحریک.

در این روش، دستگاه از عصب سه‌قلو برای انتقال اطلاعاتی استفاده می‌کند که عصب بویایی دیگر قادر به ارسال آن نیست. با تحریک عصب سه‌قلو توسط پالس الکتریکی، فرد یک احساس مشخص را تجربه می‌کند. مغز یاد می‌گیرد که این احساس ویژه را با یک بوی خاص مرتبط کند و به این ترتیب، فرد می‌تواند بوهای مختلف را از هم تشخیص دهد، اگرچه بوهای واقعی را حس نمی‌کند.

نتایج آزمایش‌ها و کارایی دستگاه

پژوهشگران این نوآوری را روی ۶۵ نفر در چهار آزمایش مختلف مورد بررسی قرار دادند:

نتایج آزمایش‌ها نشان داد:

• تمامی شرکت‌کنندگان توانستند مولکول‌های بو را تشخیص دهند.
• بیشتر شرکت‌کنندگان قادر بودند دو بوی متفاوت را از یکدیگر تمایز دهند.
• کارایی دستگاه برای بیماران فاقد بویایی، مشابه افراد سالم بود.

این رویکرد جایگزین، به بیماران امکان نمی‌دهد بوهای واقعی را حس کنند، بلکه نخستین راه‌حل جایگزینی واقعی است که می‌توان در آینده به بیماران ارائه کرد.

این برابری در کارایی نشان می‌دهد که سیستم سه‌قلو یک مسیر قابل اعتماد برای انتقال سیگنال‌های رمزگذاری‌شده به تمامی افراد است.

مسیر پیش رو: از آزمایشگاه تا محصول پوشیدنی

این فناوری در مراحل اولیه توسعه قرار دارد و گام‌های بعدی پژوهشگران بر موارد زیر متمرکز خواهد بود:

• افزایش تعداد بوها و الگوهای تحریک آزمایش‌شده.
• تبدیل نمونه‌ی آزمایشگاهی به یک دستگاه پوشیدنی و کوچک برای استفاده‌ی روزمره.