البن المطحون وسيلة لفهم الدماغ البشري

أظهرت دراسة حديثة إمكانية استخدام تفل القهوة في صنع طلاء للأقطاب الكهربائية صديق للبيئة، وهو ما قد يساعد العلماء يوماً ما على فهم موجات الدماغ لدى البشر بشكل أفضل. 

ففي جامعة سينسيناتي في أوهايو بالولايات المتحدة، اكتشف باحثون أن البن المطحون يشكل طلاء فعّالاً للإلكترود للقياسات الحساسة، وبينت تجربتهم أن الأقطاب الكهربائية المطلية به أكثر كفاءة بثلاث مرات في اكتشاف إطلاق الدوبامين، المادة الكيميائية التي تعزز الشعور بالسعادة، مقارنة بأقطاب ألياف الكربون المنتجة تقليدياً في أنبوب الاختبار، ما من شأنه أن يوفر بديلاً أرخص وأسهل للعمل عدا عن كونه صديقاً للبيئة. 

وأفادت صحيفة «ديلي ميل» البريطانية، أن تفل القهوة المستعملة تم استخدامه في السابق لصنع مكثفات كربونية فائقة المسامية لتخزين الطاقة، أو ما يعرف بالبطارية العضوية.

وكانت تلك جزءاً من حركة أوسع لإيجاد طرق لإعادة استخدام المواد، من أجل ابتكار المزيد من أجهزة الاستشعار والأدوات والحلول الصديقة للبيئة في الكيمياء العضوية. وفي الدراسة الحديثة، يرى الباحث الرئيسي في الدراسة، الدكتور آشلي روس، أنه من الممكن استخدام هذه المادة الموصلة للكشف عن الكيمياء العصبية. 

وكخطوة أولى قام الباحثون بتكييف المادة كطلاء للأقطاب الكهربائية التقليدية. فجرى تسخين تفل القهوة المستعملة في فرن أنبوب على درجة حرارة 1300 فرنهايت، وبعد حرقها جيداً أضيفت المادة إلى محلول هيدروكسيد البوتاسيوم الذي ينشط الكربون ويفتح ثقوباً.

ثم تم تسخين الخليط مرة أخرى تحت غاز النيتروجين لإزالة أي منتجات ثانوية غير مرغوب بها، وما تبقى كان طيناً حبرياً مليئاً ببقع من الكربون المسامي. فتم تخفيفه بالماء، وغمس أقطاب ألياف الكربون وطليها بطبقة من البن أرق 100 مرة من شعرة الإنسان. 

ثم استخدم الفريق البحثي تقنية المسح السريع لمقارنة أداء الأقطاب الكهربائية المطلية وغير المطلية لاستشعار كميات صغيرة من الناقل العصبي الدوبامين. فقاموا بتطبيق فولتاج يتغير سريعاً على القطب الكهربائي من أجل أكسدة الدوبامين وتخفيفه بالتناوب لتقليد إطلاقه في الدماغ، فوجدوا أن الأقطاب الكهربائية المطلية وصلت إلى «مستويات تيار مؤكسد» أعلى بثلاث مرات من ألياف الكربون العارية بدون طلاء، وهو ما أشار إلى أن القطب المطلي قدم سطحاً أكثر حساسية للكشف عن الدوبامين. 

وقد أوضح روس أن البنية المسامية لا تسمح فقط لمزيد من جزيئات الدوبامين المشاركة في التفاعل بسبب مساحة السطح الكبيرة للطلاء، بل أنها تحبس جزيئات الدوبامين مؤقتاً في شقوق القطب. وتزيد هذه الخصائص من الحساسية وتتيح للباحثين إجراء قياسات أسرع مما يجعل اكتشاف موجات الدماغ أكثر كفاءة ودقة. دبي - البيان