كنترل حركت ماهي با استفاده از تحريك الكتريكي عمقي مغز

كارشناسي ارشد

تحريك الكتريكي عمقي مغز، يكي از روش¬هاي نوين براي كاربردهايي مانند درمان بيماري پاركينسون، صرع و بهبود حافظه است. يكي از كاربردهاي مطرح استفاده از تحريك عمقي مغز، كنترل و ايجاد حركت در حيوانات است. هدف از اين پروژه كنترل و ايجاد حركت در گربه¬ماهي ردتيل با استفاده از تحريك الكتريكي عمقي مغز در ناحيه موتوري مغز مياني بصورت برخط و برون خط است. حركت¬هايي كه گربه-ماهي ردتيل براي شنا استفاده مي¬كند شامل سابكرانجي فرم به چپ ( چرخش دم ماهي به سمت چپ) كه باعث چرخيدن سر ماهي به سمت چپ مي¬شود، سابكرانجي فرم به راست (چرخش دم ماهي به سمت راست)، سابكرانجي فرم تناوبي كه باعث شناي ماهي به جلو مي¬شود، حركت باله¬هاي سينه¬اي براي شيرجه زدن و بالا آمدن است. در ابتدا نقشه حركتي براي مغز گربه¬ماهي كه ايجاد كننده حركت¬هايي مانند : سابكرانجي فرم به چپ و راست، سابكرانجي فرم تناوبي، حركت شيرجه زدن و بالا آمدن و حركت آبشش¬ها است بصورت برون¬خط تهيه گرديد. در اين نقشه حركتي، در فاصله 12-10 ميلي¬متري از قسمت سري مغز و در عمق 6-4 ميلي¬متري از سطح مخچه، تحريك الكتريكي بر روي خط مياني باعث حركت سابكرانجي فرم تناوبي و در فاصله 2-1 ميلي¬متري از خط مياني در هر نيم¬كره مغزي باعث حركت سابكرانجي فرم به طرف محل تحريك مي¬شود. سپس براي ايجاد حركت بصورت برخط در گربه¬ماهي، آرايه ميكروالكترودي دو بعدي شامل 8 الكترود، هر رديف داراي 4 الكترود به فاصله بين الكترودي 1 ميلي¬متر و قطر هر الكترود 150 ميكرومتر ساخته شد. با كاشت آرايه ميكروالكترودي ساخته شده در مغز گربه¬ماهي و اعمال تحريك الكتريكي، حركت¬هاي سابكرانجي فرم به چپ، سابكرانجي فرم به راست و سابكرانجي فرم تناوبي بصورت برخط در گربه¬ماهي ايجاد شد. براي بررسي تاثير پارامترهاي تحريك الكتريكي شامل دامنه جريان، عرض پالس، فركانس و مدت زمان تحريك، بر روي حركت¬هاي ايجاد شده در حالت برخط، پروتكل تحريكي مورد استفاده قرار گرفت كه بتوان تاثير پارامترها را بصورت جداگانه بررسي نمود. در حركت¬هاي سابكرانجي فرم به چپ و راست، براي كمي كردن تاثير پارامترهاي تحريك الكتريكي بر حركت ماهي، زاويه چرخش دم ماهي مورد استفاده قرار گرفت. در حركت سابكرانجي فرم تناوبي نيز مقدار مسافتي كه ماهي به واسطه تحريك الكتريكي رو به جلو حركت كرد اندازه گيري شد. با توجه به نتايج بدست آمده، با افزايش دامنه جريان، عرض پالس و فركانس، ميزان زاويه چرخش دم و مقدار مسافت طي شده ماهي نيز افزايش مي¬يابد و دامنه جريان و عرض پالس بيشترين تاثير را نسبت به فركانس در ايجاد و همچنين شدت حركت گربه-ماهي دارند. براي بررسي مدت زمان تحريك، تحريك الكتريكي به دو صورت تناوبي و پيوسته به گربه¬ماهي اعمال شد كه تفاوت معني داري بين دو نوع تحريك نبود ولي در تحريك الكتريكي تناوبي نسبت به تحريك پيوسته، تعداد حركت ايجاد شده در ماهي تقريبا ثابت بود و با هر بار اعمال تحريك الكتريكي دم ماهي به سمت چپ و يا راست مي¬چرخيد.

195226

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

دكتر عباس عرفانيان اميدوار