نجح فريق من الباحثين في تطوير لاصقة إلكترونية مرنة تُثبت على الجبهة أثناء النوم، قادرة على رصد التغيرات التي تطرأ على حركة الماء داخل الدماغ بطريقة غير جراحية. ويُعد هذا الابتكار خطوة علمية واعدة قد تساهم في فهم الآليات التي يستخدمها الدماغ للتخلص من الفضلات والمخلفات الأيضية أثناء النوم، وهو ما قد يفتح آفاقاً جديدة لدراسة اضطرابات النوم والأمراض العصبية.
ووفقاً للدراسة المنشورة في مجلة Science Advances، فإن اللاصقة لا تقيس السائل الدماغي الشوكي بشكل مباشر، وإنما تعتمد على التقاط إشارات ضوئية مرتبطة بحركة الماء داخل أنسجة الدماغ خلال مراحل النوم المختلفة.
كيف تعمل اللاصقة الذكية؟
تعتمد التقنية الجديدة على التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (Near-Infrared Spectroscopy)، وهي تقنية تستخدم الضوء لقياس التغيرات الفسيولوجية داخل الأنسجة دون الحاجة إلى تدخل جراحي.
وتضم اللاصقة كاشفاً ضوئياً ومجموعة من المصابيح الدقيقة التي تصدر الضوء عند ثلاثة أطوال موجية مختلفة هي:
- 640 نانومتر.
- 680 نانومتر.
- 950 نانومتر.
وتتيح هذه الأطوال الموجية قياس مؤشرات متعددة، تشمل:
- مستويات الهيموجلوبين المؤكسج.
- مستويات الهيموجلوبين غير المؤكسج.
- التغيرات في محتوى الماء داخل أنسجة الدماغ.
كما يتميز الجهاز بتصميم مرن وخفيف الوزن يسمح بارتدائه طوال فترة النوم دون إزعاج، مما يجعله مناسباً لإجراء قياسات طويلة داخل البيئة الطبيعية للنوم.
العلاقة بين النوم وتنظيف الدماغ
يركز الباحثون على دراسة ما يُعرف بـالجهاز الجليمفاوي، وهو نظام داخل الجهاز العصبي المركزي يساعد على التخلص من الفضلات والمواد الناتجة عن عمليات التمثيل الغذائي داخل الدماغ، عبر حركة السائل الدماغي الشوكي بين الأنسجة العصبية.
وتشير الأبحاث إلى أن نشاط هذا النظام يزداد خلال مرحلة النوم العميق غير المصحوبة بحركة العين السريعة (Non-REM Sleep)، وهي المرحلة التي يُعتقد أنها تلعب دوراً رئيسياً في تنظيف الدماغ والحفاظ على صحة الخلايا العصبية.
ويرى العلماء أن فهم آلية عمل هذا النظام بصورة أدق قد يفسر العلاقة بين اضطرابات النوم والإصابة ببعض الأمراض العصبية التنكسية، مثل الأمراض المرتبطة بتراكم البروتينات والفضلات داخل الدماغ.
ماذا كشفت التجارب؟
أظهرت الاختبارات التي أُجريت باستخدام اللاصقة الذكية قدرة الجهاز على تسجيل عدة مؤشرات حيوية في الوقت نفسه، من بينها:
- معدل التنفس.
- نبضات القلب.
- الموجات الدماغية البطيئة.
- التغيرات المرتبطة بحركة الماء داخل الدماغ.
كما كشفت النتائج عن تغيرات واضحة في ديناميكيات الماء مع انتقال الشخص بين مراحل النوم المختلفة، حيث لاحظ الباحثون:
- زيادة في تراكم الماء داخل الدماغ أثناء الدخول في مرحلة النوم غير المصحوبة بحركة العين السريعة (Non-REM).
- انخفاض هذا التراكم عند الانتقال إلى مرحلة نوم حركة العين السريعة (REM).
- وجود ارتباط واضح بين هذه التغيرات ونشاط الموجات الدماغية البطيئة.
مؤشر حيوي واعد لمراقبة النوم
يرى فريق البحث أن التغيرات التي ترصدها اللاصقة قد تتحول مستقبلاً إلى مؤشر حيوي يساعد في متابعة مراحل النوم بصورة دقيقة، كما قد يساهم في دراسة اضطرابات النوم واكتشاف علامات مبكرة تشير إلى وجود خلل في آليات تنظيف الدماغ.
إضافة إلى ذلك، يمكن لهذا الابتكار أن يوفر بديلاً أكثر راحة من مختبرات النوم التقليدية، إذ يسمح بإجراء القياسات داخل المنزل وفي ظروف تحاكي النوم الطبيعي، مما يمنح الباحثين بيانات أكثر واقعية.
هل أصبحت اللاصقة أداة لتشخيص الأمراض العصبية؟
رغم النتائج المشجعة، يؤكد الباحثون أن الجهاز لا يقيس تدفق السائل الدماغي الشوكي بصورة مباشرة، ولا يمكن استخدامه حالياً كوسيلة لتشخيص الأمراض العصبية.
ولا تزال هناك حاجة إلى إجراء دراسات سريرية موسعة للتحقق من دقة الإشارات التي ترصدها اللاصقة، ومقارنتها بوسائل القياس الطبية المعتمدة، إضافة إلى اختبارها على مرضى اضطرابات النوم والأمراض العصبية قبل اعتمادها في التطبيقات السريرية.
مستقبل التقنية
يمثل هذا الابتكار خطوة مهمة نحو تطوير أجهزة ذكية قابلة للارتداء تساعد العلماء على دراسة الدماغ أثناء النوم بطريقة آمنة ومريحة. وإذا أثبتت الدراسات المستقبلية فاعليتها، فقد تصبح هذه التقنية أداة مهمة لفهم العلاقة بين جودة النوم وصحة الدماغ، وربما تسهم في تطوير وسائل جديدة للكشف المبكر عن الأمراض العصبية وتحسين رعاية المرضى.
