شبیه سازی تحریک الکتریکی سلولهای گانگلیون در پروتزهای بینایی

هدف: به منظور ب هکارگیری مناسب و موثر تحریک الکتریکی در ساخت پروتزهای عصبی، لازم است نحوه تاثیر تحریک الکتریکی بر روی عملکرد سیستم عصبی به خوبی شناخته شود. به عنوان گام اول در تحقیق بر روی عوامل موثر در ایجاد تحریک مناسب م یتوان از مد لهای ریاضی و شبیه سازی کامپیوتری استفاده کرد. هدف از پژوهش در این مقاله، شبیه سازی پاسخ سلو لهای گانگلیون که هدف تحریک در پروتز روشبکی های هستند، به تحریک اعمال شده توسط میکروالکترودها می باشد. روش: روش مورد استفاده به این صورت می باشد که فرآیند شبیه سازی تحریک الکتریکی سلول های گانگلیون در دو مرحله انجام شده است.  بخش های تشکیل دهنده آن شبیه سازی شده و در مرحله دوم پتانسیل الکتریکی توزیع شده در اطراف سلول، در طول بخش های تشکیل دهنده سلول محاسبه شده است. در نهایت پاسخ ولتاژ غشاء سلول به تحریک های اعمال شده بررسی شده است. منبع تحریک بصورت یک الکترود نقطه ای در محیط نامحدود و همگن در نظر گرفته شده و برای اعمال جریان تحریک از پالسهای تک فاز و دوفاز استفاده شده است. یافته ها: مدل ارائه شده توانست رفتارهای مورد انتظار در تحریک سلولهای گانگلیون شبکیه را به خوبی تولید نماید. نتایج شبیه سازی در پژوهش حاضر نشان می دهد که استفاده از پالس های تحریک دوفازه در حالتی که فاز اول، کاتدی و دارای عرض کم و دامنه بزرگ، و فاز دوم، آندی و دارای عرض زیاد و دامنه کوچک باشد جهت تحریک مناسب می باشد. نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد که پاسخ های بدست آمده مطابقت بیشتری با مقادیر و نمودارهای حاصل از آزمایشات تجربی نسبت به مدل سازی های پیشین دارد و در صورت توسعه مدل می توان از نتایج حاصل برای پیش بینی اثر تحریک اعمال شده بر روی سلول ها و نیز بهبود روش های تحریک استفاده کرد.

Keywords:

Ganglion Cells , Modeling , Extracellular Stimulation , NEURON Software , Epiretinal Visual Prosthesis , مدلسازی , سلول گانگلیون , تحریک خارج سلولی , نرم افزار نورون , پروتز رو شبکیه ای