قابلیت بازیابی سلول‌های عصبی آسیب دیده به کمک نانو آهنرباها، یکی از آخرین دستاوردهایی است که بر قابلیت‌های فناوری نانو تأکید دارد. در این تکنیک جدید، به کمک دستکاری‌های مغناطیسی، یک "مغز کوچک" ایجاد نموده که به منظور بازیابی شبکه‌های عصبی آسیب دیده قابل استفاده می‌باشد.

هنگامی که نورون‌ها (سلول‌های عصبی) در اثر بیماری یا هر دلیل دیگری آسیب می‌بینند، توانایی اندکی برای بهبود خود به خود خواهند داشت. از این رو، بازیابی شبکه‌های عصبی و عملکرد طبیعی آن‌ها یک چالش مهم در زمینه مهندسی بافت است. این واحدهای بنیادی مغز و سیستم عصبی، ورودی حسی را از دنیای بیرون دریافت می‌کنند، دستورات حرکتی را به ماهیچه‌های ما می‌فرستند و تبدیل و رله سیگنال‌های الکتریکی در هر مرحله را بر عهده دارند. روش جدید برای ایجاد "مغز کوچک"، دری را برای یافتن راه حل‌هایی برای اختلالات عصبی مختلف باز می‌کند.

محققین با استفاده از فناوری نانو و دستکاری‌های مغناطیسی که یکی از خلاقانه‌ترین رویکردها برای ایجاد شبکه‌های عصبی است،  تکنیک جدیدی را برای غلبه بر این چالش توسعه داده‌اند. سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) قبلاً استفاده از نانوذرات مغناطیسی را برای اهداف تشخیصی و تصویربرداری و در موارد آسیب شدید تأیید کرده است. با توجه به اقدامات انجام شده توسط گروه تحقیقاتی و با توجه به مجوزهای موجود، فناوری آن‌ها در مرحله بعدی برای استفاده بالینی بکار گرفته می‌شود. پروفسور شفی (Shefi) به عنوان رهبر تیم تحقیقاتی ابراز داشته: «این تنها آغاز کار است. روش جدید ما برای ایجاد "مغز کوچک" دری را برای یافتن راه حل‌هایی برای اختلالات عصبی مختلف باز می‌کند که امیدواریم کیفیت زندگی بسیاری از بیماران را بهبود بخشد.»

برای ایجاد شبکه‌های عصبی، محققان نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی را به سلول‌های پیش‌ساز عصبی تزریق نموده و آن‌ها را به واحدهای مغناطیسی مستقل تبدیل کردند. آن‌ها سپس سلول‌های پیش‌ساز را که به نورون تبدیل می‌شوند، در معرض تعدادی میدان مغناطیسی از پیش تنظیم شده قرار دادند و از راه دور حرکت آن‌ها را در یک بستر کلاژن سه بعدی و چند لایه که ویژگی‌های طبیعی بافت بدن را تقلید می‌کند، هدایت نمودند. از طریق این دستکاری‌های مغناطیسی، آن‌ها «مغزهای کوچک» سه‌بعدی ایجاد کردند: شبکه‌های عصبی کاربردی و چند لایه که عناصر موجود در مغز پستانداران را تقلید می‌کنند.

پس از اینکه محلول کلاژن به یک ژل جامد تبدیل شد، سلول‌ها مطابق با میدان‌های مغناطیسی اعمال شده از راه دور در جای خود باقی ماندند. در عرض چند روز، آن‌ها به سلول‌های عصبی بالغ تبدیل شدند، پسوندها و اتصالات ایجاد کردند، فعالیت الکتریکی نشان دادند و حداقل سه هفته در ژل کلاژن رشد کردند.

این روش، راه را برای ایجاد معماری سلولی سه‌بعدی در مقیاس سفارشی برای استفاده در مهندسی زیستی، درمانی و برنامه‌های تحقیقاتی، هم در داخل و هم در خارج از بدن هموار می‌کند. از آنجایی که شبکه‌های عصبی سه‌بعدی ما ویژگی‌های ذاتی بافت‌های مغز انسان را شبیه‌سازی می‌کنند، می‌توان از آن‌ها به‌عنوان «مینی مغز» تجربی و به‌عنوان مدلی برای مطالعه داروها، بررسی ارتباط بین بافت‌ها و به‌عنوان راهی برای ساخت مصنوعی استفاده کرد. مزیت استفاده از این روش این است که میدان‌های مغناطیسی می‌توانند سلول‌های واقع در اعماق بدن را به روشی غیر تهاجمی تحت تأثیر قرار دهند.

مرجع: «JPost»