طور فريق علمي تقنيات رائدة تسمح لأول مرة بالرصد المتزامن والدقيق للإشارات الكيميائية والكهربائية في الدماغ الحي أثناء حركة الحيوانات بحرية، ما يمثل نقلة نوعية في أبحاث الدماغ.
تم التعاون بين البروفيسورة تساي شينشيا من المختبر الرئيسي الوطني لتكنولوجيا الاستشعار بالأكاديمية الصينية للعلوم، والبروفيسورة يو يانتشين من جامعة تشجيانغ، لتصميم مصفوفة أقطاب دقيقة متعددة القنوات بمكونات ثلاثية متكاملة. هذا الجهاز يحل مشكلتين تقنيتين عانيت منهما أبحاث الدماغ لعقود: تلف الأنسجة الناتج عن الزراعة الكهربائية التقليدية، وتداخل الإشارات بين الوظائف المختلفة.
يعتمد الجهاز على توزيع ذكي للوظائف بين الأقطاب:
قطب للكشف عن الدوبامين.
قطب لتسجيل النشاط الكهربائي العصبي.
قطب مرجعي لضمان استقرار طويل الأمد.
أظهرت التجارب على فئران حرة الحركة أن مستويات الدوبامين تتغير بشكل واضح خلال دورات النوم والاستيقاظ، حيث ترتفع أثناء اليقظة، وتنخفض خلال النوم العميق، ثم ترتفع مجددًا عند الانتقال من النوم الحالم إلى اليقظة. كما رصد الباحثون ثلاث فئات متميزة من الخلايا العصبية في النواة المتكئة تتفاعل مع تقلبات الدوبامين، ما يقدم دليلاً مباشرًا على تنظيم هذه الدورات البيولوجية.
ويتميز النظام بتصميم معياري مرن يمكن تطويره لرصد نواقل عصبية أخرى مثل الغلوتامات والسيروتونين، ما يفتح آفاقًا لفهم أعمق للأمراض العصبية والنفسية، وتحسين واجهات الدماغ والحاسوب، وتطوير علاجات دقيقة للاضطرابات العصبية.
يعد هذا الإنجاز خطوة هامة لسد الفجوة بين دراسة الإشارات الكيميائية والكهربائية في الدماغ، وقد يؤدي إلى اكتشافات جديدة في علوم الأعصاب والطب النفسي خلال السنوات المقبلة.