சிறிய பன்றிகளில் அல்சைமர் மருந்துக்கான மூளைப் பதிலைப் பதிவுசெய்த KAIST-இன் வயர்லெஸ் சிப்

மருந்து செயல்படும்போது மூளையின் வேதிப்பொருளைக் கண்காணித்தல்

சிறிய பன்றிகளின் முன்மூளைப் புறணியில் பொருத்தப்பட்ட வயர்லெஸ் சிப், அல்சைமர் நோய்க்குச் சிகிச்சையளிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் டோனெபெசில் மருந்தைச் செலுத்திய பிறகு, நினைவாற்றலுடன் தொடர்புடைய ஒரு வேதிப்பொருளின் அளவு அதிகரிப்பதைப் பதிவுசெய்தது. பின்னர் அந்தச் சமிக்ஞை படிப்படியாகத் தொடக்க நிலைக்குத் திரும்பியது. இதன் மூலம், மருந்துக்கு மூளையில் ஏற்படும் வேதியியல் பதிலைத் தொடர்ந்து கண்காணிக்க ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு முடிந்தது.

KAIST-இன் இயந்திரப் பொறியியல் துறைப் பேராசிரியர் கியுங்-இன் ஜாங் தலைமையிலான இந்த ஆய்வு, அசிட்டைல்கோலின் உணர்கருவி, சிறிய ஒளி மூலம், வயர்லெஸ் அளவீட்டு மின்னணுவியல் ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கிறது. பின்னர் மாதிரி எடுப்பதற்காகக் காத்திருப்பதற்குப் பதிலாகவோ, நடத்தையில் ஏற்படும் மாற்றங்களை மட்டும் வைத்து மருந்தை மதிப்பிடுவதற்குப் பதிலாகவோ, குறிப்பிட்ட மூளைப் பகுதியில் நிகழும் மாற்றங்களை அவை நிகழும்போதே கண்காணிக்க விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுவதே இதன் நோக்கம்.

இந்த ஆய்வின் முடிவுகள், செல் பிரஸ் வெளியிடும் ஆய்விதழான டிவைஸில் 2026 அக்டோபர் 14 அன்று வெளியிடப்பட்டன. இந்த ஆய்வை KAIST அக்டோபர் 27 அன்று அறிவித்தது. டேகு கியோங்புக் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனம் (DGIST), கொரியா மூளை ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (KBRI), கொரியா உயிரியல் அறிவியல் மற்றும் உயிரித் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (KRIBB) ஆகியவை இதில் ஒத்துழைத்தன.

இந்தச் சோதனைகள் விலங்குகளின் மூளையில் ஏற்பட்ட வேதியியல் பதில்களை அளவிட்டன. நோயாளிகளுக்கான பயன்களை மதிப்பிட, நீண்டகாலம் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் போது சிப் பாதுகாப்பாக இருக்குமா, நம்பகமான அளவீடுகளைத் தொடர்ந்து வழங்குமா என்பது உள்ளிட்ட கூடுதல் ஆய்வுகள் தேவைப்படும்.

அசிட்டைல்கோலினை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஏன் கண்காணித்தனர்

அசிட்டைல்கோலின் என்பது நரம்பியக்கடத்தி; அதாவது நரம்புச் செல்களுக்கு இடையே தகவலைக் கொண்டு செல்லும் வேதித் தூது. இது கற்றல் மற்றும் நினைவாற்றலுக்கு ஆதரவளிப்பதால், அந்தச் செயல்பாடுகளில் மருந்துகள் ஏற்படுத்தும் தாக்கத்தை ஆராயும் விஞ்ஞானிகளுக்கு இது ஒரு பயனுள்ள இலக்காக உள்ளது.

அசிட்டைல்கோலினைச் சிதைக்கும் அசிட்டைல்கோலினெஸ்டரேஸ் என்ற நொதியின் மீது டோனெபெசில் செயல்படுகிறது. அந்த நொதியைத் தடுப்பதன் மூலம், தூது வேதிப்பொருள் நீண்ட நேரம் செயல்பாட்டில் இருக்க மருந்து வழிவகுக்கிறது. மருந்தளித்த பிறகு அசிட்டைல்கோலினைக் கண்காணிப்பது, மூளைக்குள் நடைபெறும் இந்தச் செயல்முறையின் ஒரு பகுதியைக் கவனிக்க ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு வழி அளிக்கிறது.

தீர்மானம், கவனம், நினைவாற்றல் ஆகியவற்றில் பங்குகொள்ளும் முன்மூளைப் புறணியை ஆய்வுக் குழு தேர்ந்தெடுத்தது. சிப்பைப் பொருத்தி டோனெபெசில் வழங்கிய பிறகு, அசிட்டைல்கோலின் சமிக்ஞை அதிகரித்ததையும், பின்னர் படிப்படியாக அடிப்படை நிலையை நோக்கித் திரும்பியதையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பதிவுசெய்தனர். அடிப்படை நிலை என்பது சிகிச்சைக்கு முன் பதிவான அளவைக் குறிக்கிறது.

மருந்தின் செயல்பாடு காலப்போக்கில் நிகழ்வதால், மாறிக்கொண்டிருக்கும் இந்தச் சமிக்ஞை பயனுள்ளதாக இருக்கிறது. ஒரே தருணத்தில் எடுக்கப்படும் அளவீடு அதிகரிப்பையோ மீட்சியையோ பதிவு செய்யலாம்; தொடர்ச்சியான பதிவோ, அந்த நிலைகள் ஒன்றையடுத்து ஒன்று எவ்வாறு நிகழ்கின்றன என்பதைக் காட்டும்.

தொடர்ச்சியான வயர்லெஸ் அளவீடு ஏற்படுத்தும் மாற்றம்

மூளை நோய்களுக்கான மருந்துகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பெரும்பாலும் நினைவாற்றல் சோதனைகள், நடத்தை அல்லது படமெடுப்பு மூலம் மதிப்பிடுகின்றனர். மூளைப் பகுதியில் நேரடியாகப் பொருத்தப்படும் உணர்கருவி பதிலளிக்கும் கேள்விகளிலிருந்து இம்முறைகள் வேறுபட்டவை: அவை செயல்திறனையோ பரந்த அளவிலான மூளைச் செயல்பாட்டையோ கண்காணிக்கலாம்; சிப்போ அது பொருத்தப்பட்ட இடத்தில் குறிப்பிட்ட வேதிப்பொருளுக்கு ஏற்படும் பதிலைப் பின்தொடர்கிறது.

மூளையிலிருந்து திரவத்தை நேரடியாக எடுத்து ஆய்வு செய்ய ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும் பல நிமிடங்கள் அல்லது அதற்கும் மேலாகலாம். புதிய சாதனம் மாற்றங்களை நொடிக்கு நொடி கண்காணிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது. இதனால் குறுகிய கால இடைவெளிகளில் மாறும் சமிக்ஞையை இன்னும் விரிவாகப் பதிவுசெய்ய முடிகிறது.

சிறிய மின்சுற்று அளவீடுகளைச் செயலாக்கி, புளூடூத் மூலம் வெளிப்புறச் சாதனத்துக்கு அனுப்புகிறது. இதனால், பதிவுக் கருவிகளுடன் விலங்கைக் கம்பியால் இணைக்காமல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் அளவீடுகளைப் பெற முடியும்.

எலிகளின் மூளையைவிட மனித மூளையுடன் அளவிலும் கட்டமைப்பிலும் நெருக்கமாக இருப்பதால், சிறிய பன்றிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இந்தப் பணிக்குத் தேவையான வசதிகளையும் நிபுணத்துவத்தையும் வழங்கி, விலங்குகளை KRIBB அளித்ததுடன் அறுவைச் சிகிச்சை நடைமுறைகளுக்கும் ஆதரவளித்தது.

வேதியியலை வாசிக்கக்கூடிய சமிக்ஞையாக சிப் மாற்றுவது எப்படி

சிப்பின் மின்னணுவியல் அளவிடக்கூடிய ஒன்றாக அசிட்டைல்கோலின் மாற்றப்பட வேண்டும். ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை உருவாக்கும் வேதிவினைகளைத் தூண்ட, உணர்கருவி நொதிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. பின்னர் மின்முனை அந்த வினைப் பொருளை மின்னோட்டமாக மாற்றுகிறது.

உணர்திறன் அடுக்கு, நுண்துளைகள் கொண்ட கைட்டோசானையும் மிக மெல்லிய வெள்ளி, பிளாட்டினம் நானோகம்பிகளையும் இணைக்கிறது. இறால், நண்டு போன்ற ஓட்டுடலிகளின் ஓடுகளிலிருந்து பெறக்கூடிய ஒரு பொருளே கைட்டோசான். அதிலுள்ள பல சிறிய துளைகள், கண்டறியும் நொதிகள் ஒட்டிக்கொள்ளப் பெரிய பரப்பை வழங்குகின்றன.

வினையின்போது உருவாகும் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை மின்னணுச் சமிக்ஞையாக மாற்ற நானோகம்பிகள் உதவுகின்றன. நுண்துளைப் பொருளும் மின்கடத்தும் கம்பிகளும் இணைந்து, மூளையில் நிகழும் வேதியியல் மாற்றத்தை மின்னணுக் கருவிகள் பதிவுசெய்யக்கூடிய அளவீடாக மாற்றுகின்றன.

மூளையில் உள்ள பிற மூலக்கூறுகளும் மின்முனையில் சமிக்ஞைகளை உருவாக்கக்கூடும். அந்தக் குறுக்கீட்டைக் குறைக்க, மெல்லிய ஆய்வுக் கருவியில் ஒரு பக்கத்தில் நொதிகள் பூசப்பட்ட மின்முனையும் மறுபக்கத்தில் நொதிகள் இல்லாத மின்முனையும் உள்ளன.

இரு அளவீடுகளையும் இந்த அமைப்பு ஒப்பிட்டு, அவற்றில் பொதுவாக உள்ள சமிக்ஞையைக் கழிக்கிறது. இதன் மூலம் அசிட்டைல்கோலினுடன் தொடர்புடைய மாற்றங்களைப் பின்னணி வேதியியல் செயல்பாட்டிலிருந்து பிரித்தறிய முடிகிறது. பின்னர் அளவீடுகள் சிறிய மின்சுற்றின் வழியாகச் சென்று, விலங்குக்கு வெளியே அனுப்பப்படுகின்றன.

தனி எலிச் சோதனையில் ஒளித் தூண்டுதல் பரிசோதிக்கப்பட்டது

மூளைக்குள் ஒளியைச் செலுத்தக்கூடிய மைக்ரோ ஒளி உமிழ் டையோடு (மைக்ரோ-எல்இடி) ஒன்றும் சிப்பில் உள்ளது. KBRI அறுவைச் சிகிச்சைகளுக்கும் சோதனைகளுக்கும் ஆதரவளிக்க, மரபணு மாற்றம் செய்யப்பட்ட எலிகளை உள்ளடக்கிய தனிச் சோதனையில் இந்தக் கூறை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பரிசோதித்தனர்.

இந்த எலிகளின் நரம்புச் செல்கள் ஒளிக்குப் பதிலளிக்கும் வகையில் மரபணு மாற்றம் செய்யப்பட்டிருந்தன. ஆப்டோஜெனெட்டிக்ஸ் எனப்படும் இந்த நுட்பம், மின்சாரத் தூண்டுதலை மட்டுமே சார்ந்திருக்காமல், ஒளியைப் பயன்படுத்தித் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செல்களைச் செயல்படுத்த விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுகிறது.

சிப்பின் ஒளி மூலத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் இயக்கியபோது, அசிட்டைல்கோலின் சமிக்ஞை அதிகரித்ததைப் பதிவுசெய்தனர். தூண்டுதலை வழங்கவும் அதனுடன் தொடர்புடைய வேதியியல் பதிலைக் கண்டறியவும் ஒரே சாதனம் பயன்பட முடியும் என்பதை இது காட்டியது.

எனவே, இந்தப் பணி இரண்டு தனித்தனி சோதனை நிலைகளை உள்ளடக்கியது: சிறிய பன்றிகளில் டோனெபெசிலுக்கான பதிலைக் கண்காணித்தல், மரபணு மாற்றம் செய்யப்பட்ட எலிகளில் ஒளிக்கான பதிலைக் கண்காணித்தல். ஒருங்கிணைந்த சாதனத்தின் வெவ்வேறு செயல்பாடுகளை ஒவ்வொரு சோதனையும் பரிசோதித்தது.

மூளை அளவீடுகள் அடுத்த தூண்டுதலை வழிநடத்துமா?

உணர்தலும் தூண்டுதலும் இணைந்திருப்பதை மூடிய சுற்று நரம்பு இடைமுகத்துக்கான தொடக்கமாக ஜாங் மற்றும் அவரது சகாக்கள் கருதுகின்றனர். எளிமையாகச் சொன்னால், பதிலை அளந்து, அடுத்து என்ன செய்ய வேண்டும் என்பதைத் தீர்மானிக்க அந்த முடிவைப் பயன்படுத்தும் அமைப்பே இது.

எதிர்கால வடிவமைப்பு ஒன்று, தூண்டுதலுக்குப் பிறகு ஏற்படும் வேதியியல் மாற்றத்தைக் கண்டறிந்து, அடுத்த தூண்டுதலின் நேரத்தையோ வலிமையையோ சரிசெய்யக்கூடும். உணர்கருவியையும் ஒளி மூலத்தையும் ஒரே சாதனத்தில் இணைப்பது, இந்தச் செயல்முறையை ஆராய்வதற்கான வழியை வழங்குகிறது.

ஆய்வுக்குத் தலைமை தாங்கியவரும் ஆய்வுக் கட்டுரையின் தொடர்பு ஆசிரியருமான KAIST பேராசிரியர் ஜாங், இதன் நோக்கத்தைப் பின்வருமாறு விவரித்தார்:

மூளையில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கண்காணித்து, அதன் பதிலின் அடிப்படையில் தூண்டுதலைச் சரிசெய்யும் தொழில்நுட்பங்களுக்கு இந்த ஆய்வு அடித்தளமிடுகிறது,

தற்போதைய ஆய்வு அந்த அணுகுமுறைக்கான சோதனை அடித்தளத்தை வழங்குகிறது. மாறும் மூளைச் சமிக்ஞைக்கு ஏற்ப நம்பகமாகத் தூண்டுதலைத் தேர்ந்தெடுத்து வழங்கும் அமைப்பை உருவாக்க மேலும் சோதனைகள் தேவைப்படும்.

மருந்து ஆராய்ச்சிக்கு இந்தச் சாதனம் எவ்வாறு உதவக்கூடும்

மருந்தின் வெவ்வேறு அளவுகளையோ, மருந்தளிப்புகளுக்கு இடையிலான வெவ்வேறு கால இடைவெளிகளையோ தொடர்ந்து பதிவுசெய்யப்படும் அசிட்டைல்கோலின் அளவீடுகள் மூலம் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒப்பிடலாம். சமிக்ஞை அதிகரித்ததா என்பதை மட்டும் பதிவுசெய்வதற்குப் பதிலாக, அது எப்போது அதிகரித்தது, எவ்வாறு மாறியது, எப்போது தொடக்க நிலையை நோக்கித் திரும்பியது என்பதையும் ஆராயலாம்.

தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மூளைப் பகுதியில் ஏற்படும் வேதியியல் பதிலுடன் சிகிச்சை அட்டவணையைத் தொடர்புபடுத்த இந்த அளவீடுகள் உதவக்கூடும். மருந்து எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை ஆராயும்போது, நடத்தைச் சோதனைகள் மற்றும் பிற அளவீடுகளுடன் இவற்றையும் சேர்த்துப் பரிசீலிக்கலாம்.

நீண்டகாலம் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் போது பாதுகாப்பு, காலப்போக்கில் அளவீடுகள் நிலையாக இருப்பது உள்ளிட்ட பல நடைமுறைக் கேள்விகளுக்கு எதிர்கால மேம்பாட்டில் பதிலளிக்க வேண்டும். நாட்கள் அல்லது வார இடைவெளியில் நடத்தப்பட்ட சோதனைகளை ஒப்பிடும் விஞ்ஞானிகளுக்கு, பயனுள்ள ஒப்பீடுகளைச் செய்யும் அளவுக்கு உணர்கருவி சீராக அளவிடுவது அவசியம்.

அல்சைமர் நோயுடன் வாழும் மக்களுக்கு, தற்போதைய முன்னேற்றம் ஓர் ஆராய்ச்சிக் கருவியாகும். மனிதர்களிடம் பயன்படுத்துவதற்கு மேலும் சரிபார்ப்பு தேவை; மனிதர்களுக்கான மருத்துவப் பரிசோதனைக்கான தேதி எதுவும் அறிவிக்கப்படவில்லை.

வெளியீடு, ஒத்துழைப்பு, வணிகமயமாக்கல்

தென் கொரியாவின் நான்கு நிறுவனங்களில் மேற்கொள்ளப்பட்ட பொறியியல், வேதியியல் உணர்தல், விலங்கு சோதனைகள் ஆகியவற்றை இந்த ஆய்வு ஒன்றிணைக்கிறது. DGIST ஆராய்ச்சியாளர்களான சோன் ஜி-யுன், ஓ சே-ஹ்யோக், ஹா ஜியோங்-டே ஆகியோர் இணை முதன்மை ஆசிரியர்களாக இருந்தனர்; கட்டுரை தொடர்பான தகவல்தொடர்புக்குப் பொறுப்பான தொடர்பு ஆசிரியராக ஜாங் இருந்தார்.

வெளியீடும் அறிவிப்பும் பின்வரும் அட்டவணையின்படி இடம்பெற்றன:

• 2026 அக்டோபர் 14: பொருத்தக்கூடிய சிப் மற்றும் விலங்கு சோதனைகள் குறித்த ஆய்வை டிவைஸ் வெளியிட்டது.
• 2026 அக்டோபர் 27: ஆய்வையும் அடுத்தகட்ட மேம்பாட்டுத் திட்டங்களையும் KAIST அறிவித்தது.

இந்த ஆய்வுக் கட்டுரையின் தலைப்பு "கோலினெர்ஜிக் மருந்தியல் பதில்களைக் கண்காணிப்பதற்கான மின்வேதியியல் உணர்தலும் ஆப்டோஜெனெட்டிக் தூண்டுதலும் கொண்ட பொருத்தக்கூடிய நரம்புச் சிப்" என்பதாகும். இதன் DOI எண் 10.1016/j.device.2026.101329. தலைப்பில், மின்வேதியியல் உணர்தல் என்பது வேதிவினைகளை மின் அளவீடுகளாக மாற்றுவதைக் குறிக்கிறது; கோலினெர்ஜிக் என்பது அசிட்டைல்கோலின் தொடர்பான சமிக்ஞையைக் குறிக்கிறது.

ஜாங் தலைமையிலான, பேராசிரியர்கள் நிறுவிய N-Side Inc. என்ற புத்தாக்க நிறுவனத்தின் மூலம் வணிகமயமாக்கலை முன்னெடுக்க ஆய்வுக் குழு திட்டமிட்டுள்ளது. சோதனைச் சாதனத்தை நம்பகமான ஆராய்ச்சிப் பொருளாக மாற்ற, ஆய்வகத்தில் முக்கியமான அதே அம்சங்களில் கவனம் செலுத்த வேண்டும்: பாதுகாப்பான பொருத்துதல், நம்பகத்தன்மையுடன் நீடிக்கும் அளவீடுகள்.

முக்கிய அம்சங்கள்

• சிறிய பன்றிகளுக்கு டோனெபெசில் வழங்கிய பிறகு அசிட்டைல்கோலின் சமிக்ஞைகளைக் கண்காணிக்க, KAIST தலைமையிலான குழு பொருத்தப்பட்ட வயர்லெஸ் சிப்பைப் பயன்படுத்தியது.
• சிகிச்சைக்குப் பிறகு சமிக்ஞை அதிகரித்து, பின்னர் படிப்படியாகத் தொடக்க நிலையை நோக்கித் திரும்பியது.
• வேதியியல் உணர்தல், சிறிய ஒளி மூலம், புளூடூத் வழி தரவுப் பரிமாற்றம் ஆகியவற்றை இந்தச் சாதனம் ஒருங்கிணைக்கிறது.
• மரபணு மாற்றம் செய்யப்பட்ட எலிகளில் நடத்தப்பட்ட தனிச் சோதனையில், ஒளித் தூண்டுதலுக்குப் பிறகு அசிட்டைல்கோலின் சமிக்ஞை அதிகரித்தது பதிவுசெய்யப்பட்டது.
• மருந்துப் பதில்களை ஒப்பிடுதல், அளவிடப்பட்ட மூளைச் செயல்பாட்டுக்கு ஏற்ப மாறும் தூண்டுதலை உருவாக்குதல் ஆகியவை இதன் சாத்தியமான பயன்பாடுகளாகும்.
• மனிதர்களிடம் பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு, நீண்டகாலம் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் பாதுகாப்பையும் அளவீடுகளின் நிலைத்தன்மையையும் மேலும் சோதிக்க வேண்டும்.