"كيف يمكن لعجينة اللعب أن تقيس نشاط الدماغ والقلب"

دراسة جديدة توضح فعالية عجينة اللعب في قياس نشاط الدماغ والقلب والعضلات والعين

تظهر دراسة جديدة قام بها باحثون من جامعة ماساتشوستس أمهيرست فعالية عجينة اللعب المصنوعة منزليًا، المعروفة بـ “الدورات اللزجة”، في قراءة نشاط الدماغ والقلب والعضلات والعين. تم نشر البحث في مجلة “Device”، حيث يسلط الضوء على الخصائص الموصلية لهذه المادة.

خصائص الدورات اللزجة

يصف ديمتري كيريف، أستاذ مساعد في الهندسة الحيوية والمشرف الرئيس على الدراسة، قائلاً: “[الدورات اللزجة] هي في الأساس عجينة لعب للأطفال، لكنها أيضًا موصلة للكهرباء.” تتكون الدورات اللزجة، سواء كانت مصنوعة منزليًا أو متوفرة في المتاجر، من الدقيق والماء والملح وكريم التارتار وزيت النبات. يوضح كيريف أن “الملح هو ما يجعلها موصلة.” يستخدم هذا الطين كنموذج لتعليم الأطفال عن الدوائر الكهربائية، من خلال إضافة الأضواء لمشاريعهم الفنية وتوصيلها بمصدر الطاقة.

إمكانيات جديدة

الآن، أظهر كيريف وفريقه أن لهذه المادة إمكانيات أكبر. قال كيريف: “استخدمنا الدورات اللزجة كواجهة لقياس الكهرباء أو القياسات الكهربائية الحيوية من جسم الإنسان.” ووجدوا أنه بالمقارنة مع الأقطاب الكهربائية الهلامية المتاحة تجاريًا، فإن هذه الدورات اللزجة فعالة في التقاط قياسات مختلفة في علم electrophysiology: تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) لنشاط الدماغ، تخطيط القلب الكهربائي (ECG) لتسجيل نبضات القلب، تخطيط حركات العين (EOG) لتتبع حركة العين، وتخطيط العضلات الكهربائي (EMG) لقياس انقباض العضلات.

نتائج الدراسة

تؤكد هذه النتائج أهمية الدورات اللزجة كأداة مبتكرة في مجالات البحث الطبي والتعليم، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم النشاط الكهربائي في الجسم البشري بطريقة أكثر سهولة وفعالية.

فعالية مادة القطب الكهربائي في القياسات الحيوية

أوضح كيريف أن “ما يجعل مادة القطب الكهربائي أفضل من غيرها من حيث جودة القياسات هو المقاومة.” المقاومة هي مقياس يصف جودة التوصيل بين مادتين. “كلما كانت المقاومة أقل بين القطب والأنسجة، كانت التوصيلية أفضل، مما يحسن قدرتك على قياس تلك الجهود الكهربائية الحيوية.”

نتائج الدراسة حول المقاومة

وجدت الدراسة أن المقاومة للقطب الكهربائي للدورة اللزجة كانت مماثلة لأحد الأقطاب الكهربائية الهلامية المتاحة تجاريًا، وأفضل بمقدار الضعف مقارنةً بقطب كهربائي ثانٍ. هذه النتائج تشير إلى فعالية الدورات اللزجة في تقديم قياسات دقيقة وموثوقة.

فوائد استخدام الدورات اللزجة

يبرز كيريف عدة فوائد لهذه المادة. أولاً، التكلفة: حتى باستخدام عجينة اللعب الجاهزة، كانت التكلفة لكل قطب كهربائي حوالي سنت واحد، بينما تتراوح تكلفة الأقطاب الكهربائية التقليدية بين 0.25 دولار و1 دولار.

مقاومة التغيرات وتسهيل الاستخدام

كما أن المادة مقاومة للتغيرات، حيث يمكن تشكيلها وإعادة تشكيلها حسب انحناءات الجلد، ودمج المزيد من الطين لجعلها أكبر، وإعادة استخدامها بسهولة إذا تفككت. المواد الأخرى المستخدمة في الأجهزة الحيوية القابلة للارتداء غالبًا ما تكون مصنوعة من أنابيب الكربون النانوية، والغرافين، وأسلاك الفضة النانوية، والبوليمرات العضوية. على الرغم من أنها موصلة للغاية، إلا أن هذه المواد يمكن أن تكون مكلفة وصعبة التعامل معها أو صنعها، وغالبًا ما تكون للاستخدام مرة واحدة أو هشة.

توافر المواد وسهولة التحضير

كما يبرز كيريف توافر هذه المواد، حيث يقول: “إنها شيء يمكنك القيام به في المنزل أو في مختبرات المدارس الثانوية، إذا لزم الأمر.” ويضيف: “يمكنك ديمقراطية هذه التطبيقات لجعلها أكثر انتشارًا.” هذا يفتح المجال لاستخدام الدورات اللزجة في مجموعة متنوعة من التطبيقات العلمية والتعليمية، مما يسهل الوصول إليها واستخدامها على نطاق واسع.