ارزيابي نظري و محاسباتي استفاده از فنآوري نانوالكترونيك در رصد هدفمند امواج الكتريكي مغز

زمينه و هدف: امروزه با استفاده از دانش و فناوري نانو(نانوالكترونيك مولكولي) مي‌توان به مطالعه سلول‌هاي عصبي پرداخت. بررسي‌هاي صورت گرفته نشان داده است كه اختلال در علمكرد طبيبعي سلول‌هاي مغزي مي‌تواند زمينه‌ساز بروز حملات مغزي ـ عصبي شود. از جمله شايع‌ترين بيماري‌ها(نقايض)سامانه عصبي مغز، حملات صرعي مي‌باشد؛ در چنين حالتي، به دليل تخليه الكتريكي گروهي از نورون‌هاي مغزي، پتانسيل الكتريكي آستانه‌اي امواج مغزي از حالت طبيعي بيشتر شده كه اين موضوع مي‌تواند موجب تشنج در فرد بيمار يا مصروع شود، لذا هدف از اين مطالعه تعيين و ارزيابي نظري و محاسباتي استفاده از فنآوري نانوالكترونيك مولكولي در رصد هدفمند امواج الكتريكي مغز بود. روش بررسي: اين يك مطالعه توصيفي ـ تحليلي مي‌باشد كه در سال 1398 در دانشگاه قم انجام شد. در اين پژوهش سامانه‌اي مولكولي جهت تشخصيص امواج الكتريكي مخرب مغز(امواج فراتراز حد آستانه امواج طبيعي مغز) در افراد بيمار يا صرع طراحي شد. در اين راستا، چندين سامانه مولكولي مانند؛ سيم، كليد و حافظه مولكولي جهت رصد امواج الكتريكي مغز پيشنهاد(طراحي) گرديد. از اين مدار مولكولي مي‌توان براي پيش‌بيني زمان‌هاي نزديك به حملات عصبي‌ـ مغزي استفاده كرد. در اين راستا، با استفاده از نظريه كوانتومي تابعيت چگالي(در سطح محاسباتي DFTB3LYP/631G)، برخي از خصوصيات الكترونيكي سامانه‌هاي مولكولي مطالعه مورد بررسي قرار گرفت. هم‌چنين، از نرم‌افزاركوانتومي گوسين(G09) نيز جهت انجام محاسبات استفاده شد. دراين راستا، در غياب و در حضور ميدان الكتريكي خارجي ساختار مولكولي بهينه و تابع موج الكتروني قطعات مولكولي پيشنهادي مورد مطالعه ارزيابي و محاسبه شد. داده‌هاي به دست آمده با استفاده از نرم‌افزارهاي كوانتومي گوسين(G09) و گاوس ويو(GV5) تجزيه و تحليل شد. يافته‌ها: نتايج اين مطالعه نظري‌ـ محاسباتي(غيرباليني) نشان داد كه طراحي سامانه‌ها(قطعات) مولكولي با قابليت پاسخگويي به امواج مغزي امكان‌پذير است. محاسبات صورت گرفته نشان داد كليه نانوادوات به كار گرفته شده در اين سامانه مولكولي قابليت كاركرد در محدوده امواج مغزي را داشته، لذا حين بروز حملات عصبي ـ مغزي مي‌توانند با اعلام هشدار فرد يا اطرافيان او را از بروز اين حملات آگاه سازند. نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج به دست آمده در اين پژوهش، اين امكان فراهم مي‌شود كه به طراحي دستگاه و ادوات نانوپزشكي(مانند سامانه‌هاي هشدار دهنده براي حملات عصبي و قلبي) پرداخت. در اين راستا، مي‌توان از دانش الكترونيك مولكولي استفاده كرد، چنين ادوات مولكولي مي‌توانند افق‌هاي جديدي را در بهبود كيفيت درمان وزندگي بيماران عصبي بگشايد.