Neural engineering
ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ (જેને ન્યુરો એન્જિનિયરિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગની અંદરની એક શાખા છે જે ન્યુરલ સિસ્ટમોને સમજવા, સુધારવા, બદલવા અથવા વધારવા માટે ઇજનેરી તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે. ન્યુરલ ઇજનેરો જીવંત ન્યુરલ પેશીઓ અને નિર્જીવ રચનાઓના આંતરપૃષ્ઠ પર ડિઝાઇન સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે વિશિષ્ટ રીતે લાયક છે (હેટલિંગ, 2008). ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગનું ક્ષેત્ર કોમ્પ્યુટેશનલ ન્યુરોસાયન્સ, પ્રાયોગિક ન્યુરોસાયન્સ, ન્યુરોલોજી, ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ અને જીવંત ન્યુરલ પેશીઓની સિગ્નલ પ્રોસેસિંગના ક્ષેત્રો પર ધ્યાન દોરે છે અને તેમાં રોબોટિક્સ, સાયબરનેટિક્સ, કમ્પ્યુટર એન્જિનિયરિંગ, ન્યુરલ ટિશ્યુ એન્જિનિયરિંગ, મટિરિયલ સાયન્સ અને નેનોટેકનોલોજીના તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. આ ક્ષેત્રના મુખ્ય લક્ષ્યાંકોમાં ચેતાતંત્ર અને કૃત્રિમ ઉપકરણો વચ્ચે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા માનવ કાર્યની પુનઃસ્થાપના અને વૃદ્ધિ સામેલ છે. મોટાભાગનું વર્તમાન સંશોધન સંવેદનાત્મક અને મોટર પ્રણાલીઓમાં માહિતીના કોડિંગ અને પ્રક્રિયાને સમજવા પર કેન્દ્રિત છે, પેથોલોજીકલ સ્થિતિમાં આ પ્રક્રિયામાં કેવી રીતે ફેરફાર કરવામાં આવે છે અને મગજ-કમ્પ્યુટર ઇન્ટરફેસો અને ન્યુરોપ્રોસ્થેટિક્સ સહિત કૃત્રિમ ઉપકરણો સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા તેને કેવી રીતે હેરફેર કરી શકાય છે તેનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે. અન્ય સંશોધનો પ્રયોગ દ્વારા તપાસ પર વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જેમાં બાહ્ય ટેકનોલોજી સાથે જોડાયેલા ન્યુરલ ઇમ્પ્લાન્ટનો ઉપયોગ સામેલ છે. ન્યુરોહાઈડ્રોડાયનેમિક્સ એ ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગનો એક વિભાગ છે જે ન્યુરોલોજીકલ સિસ્ટમના હાઇડ્રોડાયનેમિક્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ પ્રમાણમાં નવું ક્ષેત્ર હોવાથી, તેનાથી સંબંધિત માહિતી અને સંશોધન તુલનાત્મક રીતે મર્યાદિત છે, જો કે આ ઝડપથી બદલાઈ રહ્યું છે. ખાસ કરીને ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગને સમર્પિત પ્રથમ સામયિકો, ધ જર્નલ ઓફ ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ અને ધ જર્નલ ઓફ ન્યુરો એન્જિનિયરિંગ એન્ડ રીહેબીલીટેશન બંને 2004 માં ઉભરી આવ્યા હતા. ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ પર આંતરરાષ્ટ્રીય પરિષદો IEEE દ્વારા 2003 થી 29 એપ્રિલથી 2 મે 2009 સુધી તુર્કીના અંતાલ્યામાં ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ પરની ચોથી પરિષદ, એપ્રિલ/મે 2011 માં મેક્સિકોના કાન્કુનમાં ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ પરની 5 મી આંતરરાષ્ટ્રીય IEEE EMBS પરિષદ અને નવેમ્બર 2013 માં કેલિફોર્નિયાના સાન ડિએગોમાં 6 ઠ્ઠી પરિષદ યોજવામાં આવી છે. 7મી પરિષદ એપ્રિલ 2015માં મોન્ટપેલિયરમાં યોજાઈ હતી. 8મી પરિષદ મે 2017માં શાંઘાઈમાં યોજાઈ હતી. ન્યુરોએન્જિનિયરિંગ પાછળના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોમાં ન્યુરોન્સ, ન્યુરલ નેટવર્ક્સ અને ચેતાતંત્રના કાર્યોને માત્રાત્મક નમૂનાઓ સાથેના સંબંધનો સમાવેશ થાય છે, જે સંકેતોનું અર્થઘટન અને નિયંત્રણ કરી શકે અને હેતુપૂર્ણ પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પન્ન કરી શકે તેવા ઉપકરણોના વિકાસમાં મદદ કરે છે. ન્યુરોસાયન્સ સંદેશાઓ કે જેનો ઉપયોગ શરીર વિચારો, ઇન્દ્રિયો, હલનચલન અને અસ્તિત્વને પ્રભાવિત કરવા માટે કરે છે તે મગજની પેશીઓમાં અને શરીરના બાકીના ભાગોમાં પ્રસારિત ચેતા આવેગ દ્વારા નિર્દેશિત થાય છે. ચેતાકોષ એ ચેતાતંત્રનું મૂળભૂત કાર્યાત્મક એકમ છે અને તે અત્યંત વિશિષ્ટ કોષો છે જે આ સંકેતો મોકલવા માટે સક્ષમ છે જે જીવન ટકાવી રાખવા અને જીવનની ગુણવત્તા માટે જરૂરી ઉચ્ચ અને નીચલા સ્તરના કાર્યોને સંચાલિત કરે છે. ચેતાકોષોમાં વિશેષ વિદ્યુત-રાસાયણિક ગુણધર્મો હોય છે જે તેમને માહિતી પર પ્રક્રિયા કરવાની અને પછી તે માહિતીને અન્ય કોષોમાં પ્રસારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ન્યુરોનલ પ્રવૃત્તિ ન્યુરલ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ અને તેની સાથે અને તેની આજુબાજુ થતા ફેરફારો પર આધારિત છે. સ્થિર વોલ્ટેજ, જેને પટલ ક્ષમતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે સામાન્ય રીતે ચેતાકોષીય પટલમાં ચોક્કસ આયનોની ચોક્કસ સાંદ્રતા દ્વારા જાળવવામાં આવે છે. આ વોલ્ટેજમાં વિક્ષેપો અથવા વિવિધતાઓ સમગ્ર પટલમાં અસંતુલન અથવા ધ્રુવીકરણ પેદા કરે છે. તેની થ્રેશોલ્ડ પોટેન્શિયલથી આગળ પટલનું વિધ્રુવીકરણ એક એક્શન પોટેન્શિયલ પેદા કરે છે, જે સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનનો મુખ્ય સ્રોત છે, જેને ચેતાતંત્રના ચેતાપ્રેષણો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એક ક્રિયા સંભવિત પરિણામ એ અક્ષતંતુ પટલની નીચે અને તેની આજુબાજુ આયન પ્રવાહના કાસ્કેડમાં પરિણમે છે, જે અસરકારક વોલ્ટેજ સ્પાઇક ટ્રેન અથવા "વિદ્યુત સંકેત" બનાવે છે જે અન્ય કોષોમાં વધુ વિદ્યુત ફેરફારોને પ્રસારિત કરી શકે છે. વિદ્યુત, રાસાયણિક, ચુંબકીય, ઓપ્ટિકલ અને ઉત્તેજનાના અન્ય સ્વરૂપો દ્વારા સંકેતો પેદા કરી શકાય છે જે ચાર્જના પ્રવાહને પ્રભાવિત કરે છે, અને આમ ચેતા પટલમાં વોલ્ટેજનું સ્તર (હે 2005). ઇજનેરી ઇજનેરો માત્રાત્મક સાધનોનો ઉપયોગ કરે છે જેનો ઉપયોગ જટિલ ચેતા પ્રણાલીઓને સમજવા અને તેની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે થઈ શકે છે. ચેતા પેશીઓમાં બાહ્યકોષીય ક્ષેત્રની ક્ષમતા અને સિનેપ્ટિક ટ્રાન્સમિશન માટે જવાબદાર રાસાયણિક, વિદ્યુત, ચુંબકીય અને ઓપ્ટિકલ સંકેતોનો અભ્યાસ અને ઉત્પાદન કરવાની પદ્ધતિઓ ચેતા પ્રણાલીની પ્રવૃત્તિના મોડ્યુલેશનમાં સંશોધકોને સહાય કરે છે (બબ્બ એટ અલ. 2008). ન્યુરલ સિસ્ટમ પ્રવૃત્તિના ગુણધર્મોને સમજવા માટે, ઇજનેરો સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ તકનીકો અને કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગનો ઉપયોગ કરે છે (એલિયાસમિથ અને એન્ડરસન 2003). આ સંકેતો પર પ્રક્રિયા કરવા માટે, ન્યુરલ ઇજનેરોએ ન્યુરલ મેમ્બ્રેનમાં વોલ્ટેજનો અનુરૂપ કોડમાં અનુવાદ કરવો આવશ્યક છે, જે ન્યુરલ કોડિંગ તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા છે. ન્યુરલ કોડિંગ અભ્યાસ કરે છે કે કેવી રીતે મગજ કેન્દ્રીય પેટર્ન જનરેટર (સી. પી. જી.), મૂવમેન્ટ વેક્ટર, સેરેબેલર આંતરિક મોડેલ અને સોમાટોટોપિક નકશાના રૂપમાં સરળ આદેશોને એન્કોડ કરે છે જેથી હલનચલન અને સંવેદનાત્મક ઘટનાઓને સમજી શકાય. ન્યુરોસાયન્સના ક્ષેત્રમાં આ સંકેતોની ડીકોડિંગ એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા ચેતાકોષો તેમને પ્રસારિત થયેલા વોલ્ટેજને સમજે છે. પરિવર્તનમાં એવી પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે કે જે ચોક્કસ સ્વરૂપના સંકેતોનું અર્થઘટન કરે છે અને પછી બીજા સ્વરૂપમાં અનુવાદિત થાય છે. ઇજનેરો આ પરિવર્તનોનું ગાણિતિક મોડલ જુએ છે (એલિયાસમિથ અને એન્ડરસન 2003). આ વોલ્ટેજ સંકેતોને રેકોર્ડ કરવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ અંતઃકોશિક અથવા બાહ્યકોશિક હોઈ શકે છે. બાહ્યકોષીય પદ્ધતિઓમાં એક-એકમ રેકોર્ડિંગ, બાહ્યકોષીય ક્ષેત્ર સંભવિતતા અને એમ્પેરોમેટ્રીનો સમાવેશ થાય છે; તાજેતરમાં, મલ્ટીઇલેક્ટ્રોડ એરેનો ઉપયોગ સંકેતોને રેકોર્ડ કરવા અને નકલ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. ન્યુરોમીકેનિક્સ ન્યુરોમીકેનિક્સ એ ન્યુરોબાયોલોજી, બાયોમીકેનિક્સ, સનસનાટીભર્યા અને દ્રષ્ટિ અને રોબોટિક્સ (એડવર્ડ્સ 2010) નું જોડાણ છે. સંશોધકો ચેતા પેશીઓના યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પેશીઓની ટકી રહેવાની અને બળ અને હલનચલન પેદા કરવાની ક્ષમતા તેમજ આઘાતજનક લોડિંગ (લાપ્લાકા અને પ્રાડો 2010) માટે તેમની નબળાઈ પર તેમની અસરોનો અભ્યાસ કરવા માટે અદ્યતન તકનીકો અને મોડેલોનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે. સંશોધનનું આ ક્ષેત્ર ચેતાસ્નાયુ અને હાડપિંજર પ્રણાલીઓ વચ્ચે માહિતીના પરિવર્તનને અનુવાદિત કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે જેથી આ પ્રણાલીઓના સંચાલન અને સંગઠનને લગતા કાર્યો અને સંચાલિત નિયમો વિકસાવી શકાય (નિશિકાવા એટ અલ. 2007). ન્યુરોમેકાનિક્સને ન્યુરલ સર્કિટ્સના કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલ્સને વર્ચ્યુઅલ ભૌતિક વિશ્વોમાં સ્થિત પ્રાણીઓના શરીરનાં મોડેલ્સ સાથે જોડીને અનુકરણ કરી શકાય છે (એડવર્ડ્સ 2010). કાઇનેમેટિક્સ અને હલનચલનની ગતિશીલતા, ગતિ પ્રક્રિયા દરમિયાન મોટર અને સંવેદનાત્મક પ્રતિસાદની પ્રક્રિયા અને પેટર્ન અને મોટર નિયંત્રણ માટે જવાબદાર મગજની સર્કિટ અને સિનેપ્ટિક સંસ્થા સહિત બાયોમિકેનિક્સનું પ્રાયોગિક વિશ્લેષણ હાલમાં પ્રાણીઓની હિલચાલની જટિલતાને સમજવા માટે સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે. જ્યોર્જિયા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજી ખાતે ડૉ. મિશેલ લાપ્લાકાની પ્રયોગશાળા કોષ સંવર્ધનના યાંત્રિક વિસ્તરણ, સમતલીય કોષ સંવર્ધનના શીયર વિરૂપતા અને મેટ્રિક્સ ધરાવતા 3D કોષના શીયર વિરૂપતાના અભ્યાસમાં સામેલ છે. આ પ્રક્રિયાઓની સમજણ પછી ખાસ વ્યાખ્યાયિત પરિમાણો સાથે બંધ લૂપ શરતો હેઠળ આ સિસ્ટમોને લાક્ષણિકતા આપવા માટે સક્ષમ કાર્યકારી મોડેલોનો વિકાસ થાય છે. ન્યુરોમેકાનિક્સના અભ્યાસનો ઉદ્દેશ શારીરિક સ્વાસ્થ્ય સમસ્યાઓ માટે સારવારમાં સુધારો કરવાનો છે જેમાં પ્રોસ્થેસિસ ડિઝાઇનનું ઓપ્ટિમાઇઝેશન, ઈજા પછીની હિલચાલની પુનઃસ્થાપના અને મોબાઇલ રોબોટ્સની ડિઝાઇન અને નિયંત્રણનો સમાવેશ થાય છે. 3ડી હાઇડ્રોજેલ્સમાં માળખાઓનો અભ્યાસ કરીને, સંશોધકો ચેતા કોષ યાંત્રિક ગુણધર્મોના નવા નમૂનાઓ ઓળખી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાપ્લાકા એટ અલ. એક નવું મોડેલ વિકસાવ્યું જે દર્શાવે છે કે તાણ કોષ સંવર્ધનમાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે (લાપ્લાકા એટ અલ. 2005). ન્યુરોમોડ્યુલેશન ન્યુરોમોડ્યુલેશનનો ઉદ્દેશ તબીબી ઉપકરણ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને રોગ અથવા ઈજાની સારવાર કરવાનો છે જે મગજના નબળા વિસ્તારોમાં સંતુલન પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે ફાર્માસ્યુટિકલ એજન્ટો, વિદ્યુત સંકેતો અથવા ઊર્જા ઉત્તેજનાના અન્ય સ્વરૂપોની ડિલિવરી સાથે ચેતાતંત્રની પ્રવૃત્તિને વધારશે અથવા દબાવશે. આ ક્ષેત્રના સંશોધકો મગજમાં બંધ લૂપ્સ યોજનાઓમાં વધુ સંવેદનશીલતા, જૈવિક સુસંગતતા અને સદ્ધરતા સાથે આ સંકેતો પહોંચાડવા અને તેનું વિશ્લેષણ કરવા માટેની તકનીકીઓમાં પ્રગતિ સાથે ન્યુરલ સંકેતોને સમજવામાં પ્રગતિને જોડવાના પડકારનો સામનો કરે છે, જેથી વિવિધ પ્રકારના ન્યુરલ નુકસાન ધરાવતા લોકોની સારવાર માટે નવી સારવાર અને ક્લિનિકલ એપ્લિકેશનો બનાવી શકાય. ન્યુરોમોડ્યુલેટર ઉપકરણો પાર્કિન્સન રોગ, ડાયસ્ટોનિયા, ધ્રુજારી, ટુરેટ, ક્રોનિક પીડા, ઓસીડી, ગંભીર હતાશા અને આખરે વાઈથી સંબંધિત ચેતાતંત્રની તકલીફને સુધારી શકે છે. ન્યુરોમોડ્યુલેશન વિવિધ ખામીઓ માટે સારવાર તરીકે આકર્ષક છે કારણ કે તે માત્ર મગજના અત્યંત ચોક્કસ પ્રદેશોની સારવાર પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જે શરીર પર આડઅસર કરી શકે તેવી પ્રણાલીગત સારવારથી વિપરીત છે. માઇક્રોઇલેક્ટ્રોડ એરે જેવા ન્યુરોમોડ્યુલેટર સ્ટિમ્યુલેટર્સ મગજના કાર્યને ઉત્તેજીત અને રેકોર્ડ કરી શકે છે અને વધુ સુધારાઓ સાથે દવાઓ અને અન્ય ઉત્તેજનાઓ માટે એડજસ્ટેબલ અને પ્રતિભાવશીલ વિતરણ ઉપકરણો બનવા માટે છે. ન્યુરલ રીગ્રોથ અને રિપેર ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ અને રીહેબીલીટેશન પેરિફેરલ અને સેન્ટ્રલ નર્વસ સિસ્ટમ ફંક્શનની તપાસ કરવા અને મગજને નુકસાન અથવા ખામી દ્વારા સર્જાયેલી સમસ્યાઓના ક્લિનિકલ ઉકેલો શોધવા માટે ન્યુરોસાયન્સ અને એન્જિનિયરિંગને લાગુ કરે છે. ન્યુરોરિજનરેશન માટે લાગુ કરાયેલ ઇજનેરી ઇજનેરી ઉપકરણો અને સામગ્રી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે જે પેરિફેરલ ચેતા ઈજાના પુનર્જીવન, કરોડરજ્જુની ઈજા માટે કરોડરજ્જુની પેશીઓનું પુનર્જીવન અને રેટિનલ પેશીઓનું પુનર્જીવન જેવા ચોક્કસ કાર્યક્રમો માટે ચેતાકોષોના વિકાસને સરળ બનાવે છે. આનુવંશિક ઇજનેરી અને પેશી ઇજનેરી એ એવા ક્ષેત્રો છે જે કરોડરજ્જુને ફરીથી વિકસાવવા માટે માળખા વિકસાવે છે જેથી ન્યુરોલોજીકલ સમસ્યાઓમાં મદદ મળે છે (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003). ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ પર કેન્દ્રિત સંશોધન ચેતાતંત્ર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને ખામીઓ કેવી રીતે કરે છે તેનો અભ્યાસ કરવા માટે ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરે છે (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003). ન્યુરલ ઇમેજિંગ ન્યુરોઇમેજિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ ન્યુરલ નેટવર્કની પ્રવૃત્તિ તેમજ મગજની રચના અને કાર્યની તપાસ કરવા માટે થાય છે. ન્યુરોઇમેજિંગ તકનીકોમાં ફંક્શનલ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (એફએમઆરઆઈ), મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (એમઆરઆઈ), પોઝિટ્રોન એમિશન ટોમોગ્રાફી (પીઈટી) અને કમ્પ્યુટેડ એક્સિયલ ટોમોગ્રાફી (સીએટી) સ્કેનનો સમાવેશ થાય છે. કાર્યાત્મક ન્યુરોઇમેજિંગ અભ્યાસોમાં રસ છે કે મગજના કયા ક્ષેત્રો ચોક્કસ કાર્યો કરે છે. એફએમઆરઆઈ હેમોડાયનેમિક પ્રવૃત્તિને માપે છે જે ન્યુરલ પ્રવૃત્તિ સાથે નજીકથી જોડાયેલી છે. તેનો ઉપયોગ મગજના ચોક્કસ વિસ્તારોમાં આપેલ કાર્ય અથવા ઉત્તેજના માટે ચયાપચયની પ્રતિક્રિયાઓનો નકશો બનાવવા માટે થાય છે. પી. ઇ. ટી., સી. ટી. સ્કેનર્સ અને ઇલેક્ટ્રોએન્સેફલોગ્રાફી (ઇ. ઇ. જી.) માં હાલમાં સુધારો કરવામાં આવી રહ્યો છે અને સમાન હેતુઓ માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે. ન્યુરલ નેટવર્ક્સ વૈજ્ઞાનિકો ન્યુરોનલ સિસ્ટમોના પ્રાયોગિક અવલોકનો અને આ સિસ્ટમોના સૈદ્ધાંતિક અને કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલ્સનો ઉપયોગ ન્યુરલ નેટવર્ક્સ બનાવવા માટે કરી શકે છે, જેમાં ન્યુરલ સિસ્ટમોને શક્ય તેટલી વાસ્તવિક રીતે મોડેલિંગ કરવાની આશા છે. ન્યુરલ નેટવર્કનો ઉપયોગ વિશ્લેષણ માટે વધુ ન્યુરોટેકનોલોજીકલ ઉપકરણોની રચના કરવામાં મદદ કરવા માટે કરી શકાય છે. ખાસ કરીને, સંશોધકો નર્વસ સિસ્ટમના હલનચલનના નિયંત્રણને નિર્ધારિત કરવા માટે વિશ્લેષણાત્મક અથવા મર્યાદિત તત્વ મોડેલિંગનું સંચાલન કરે છે અને મગજની ઇજાઓ અથવા વિકૃતિઓ ધરાવતા દર્દીઓને મદદ કરવા માટે આ તકનીકોને લાગુ કરે છે. કૃત્રિમ ન્યુરલ નેટવર્ક્સ સૈદ્ધાંતિક અને કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલોમાંથી બનાવી શકાય છે અને સૈદ્ધાંતિક રીતે ઉપકરણોના સમીકરણો અથવા ન્યુરોનલ સિસ્ટમોના અવલોકન વર્તનના પ્રાયોગિક પરિણામોમાંથી કમ્પ્યુટર પર અમલ કરી શકાય છે. નમૂનાઓ આયન સાંદ્રતા ગતિશીલતા, ચેનલ કાઇનેટિક્સ, સિનેપ્ટિક ટ્રાન્સમિશન, સિંગલ ચેતાકોષ ગણતરી, ઓક્સિજન ચયાપચય અથવા ગતિશીલ સિસ્ટમ થિયરી (લાપ્લાકા એટ અલ) ના ઉપયોગનું પ્રતિનિધિત્વ કરી શકે છે. 2005). પ્રવાહી-આધારિત ટેમ્પલેટ એસેમ્બલીનો ઉપયોગ ચેતાકોષ-બીજવાળા માઇક્રોકેયર મણકામાંથી 3D ન્યુરલ નેટવર્કને એન્જિનિયરિંગ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. ન્યુરલ ઇન્ટરફેસો ન્યુરલ ઇન્ટરફેસો એ ન્યુરલ સિસ્ટમનો અભ્યાસ કરવા અને ન્યુરોનલ કાર્યને એન્જિનિયર્ડ ઉપકરણો સાથે વધારવા અથવા બદલવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા મુખ્ય તત્વ છે. ઇજનેરોને એવા ઇલેક્ટ્રોડ્સ વિકસાવવા માટે પડકારવામાં આવે છે જે ચેતાતંત્રની પ્રવૃત્તિ વિશેની માહિતી એકત્રિત કરવા માટે સંકળાયેલ ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સમાંથી પસંદગીયુક્ત રીતે રેકોર્ડ કરી શકે છે અને તે પેશીઓના કાર્ય અથવા સંવેદનાને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે ચેતા પેશીઓના ચોક્કસ પ્રદેશોને ઉત્તેજીત કરી શકે છે (કુલેન એટ અલ. 2011). આ ઉપકરણો માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી ચેતા પેશીઓના યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે મેળ ખાતી હોવી જોઈએ જેમાં તેઓ મૂકવામાં આવે છે અને નુકસાનનું મૂલ્યાંકન કરવું આવશ્યક છે. ન્યુરલ ઇન્ટરફેસિંગમાં બાયોમટેરિયલ સ્કેફોલ્ડ્સ અથવા ક્રોનિક ઇલેક્ટ્રોડ્સના કામચલાઉ પુનર્જીવનનો સમાવેશ થાય છે અને વિદેશી સામગ્રી પ્રત્યે શરીરની પ્રતિક્રિયાનું સંચાલન કરવું આવશ્યક છે. માઇક્રોઇલેક્ટ્રોડ એરે એ તાજેતરની પ્રગતિ છે જેનો ઉપયોગ ન્યુરલ નેટવર્કનો અભ્યાસ કરવા માટે થઈ શકે છે (કુલેન એન્ડ ફિસ્ટર 2011). ઓપ્ટિકલ ન્યુરલ ઇન્ટરફેસમાં ઓપ્ટિકલ રેકોર્ડિંગ્સ અને ઓપ્ટોજેનેટિક્સનો સમાવેશ થાય છે, જે મગજના ચોક્કસ કોષોને તેમની પ્રવૃત્તિમાં ફેરફાર કરવા માટે પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ બનાવે છે. પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને લક્ષિત ચેતાકોષોને ઉત્તેજીત કરવા અથવા શાંત કરવા માટે મગજમાં ફાઇબર ઓપ્ટિક્સને રોપવામાં આવી શકે છે, તેમજ ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ કરવાને બદલે ન્યુરલ પ્રવૃત્તિની પ્રોક્સી-ફોટોન પ્રવૃત્તિને રેકોર્ડ કરી શકાય છે. બે-ફોટોન એક્સાઇટેશન માઇક્રોસ્કોપી જીવંત ચેતાકોષીય નેટવર્ક અને ચેતાકોષો વચ્ચેની વાતચીતની ઘટનાઓનો અભ્યાસ કરી શકે છે. મગજ-કમ્પ્યુટર ઇન્ટરફેસો મગજ-કમ્પ્યુટર ઇન્ટરફેસો ન્યુરલ સર્કિટનું નિરીક્ષણ કરવા અને ઉત્તેજીત કરવા તેમજ આંતરિક ન્યુરોલોજીકલ ડિસફંક્શનનું નિદાન અને સારવાર કરવા માટે માનવ ચેતાતંત્ર સાથે સીધો સંપર્ક કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. ઊંડા મગજની ઉત્તેજના એ આ ક્ષેત્રમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ છે જે ધ્રુજારીને દબાવવા માટે ચેતા પેશીઓની ઉચ્ચ આવર્તન ઉત્તેજના સાથે પાર્કિન્સન રોગ જેવી ચળવળની વિકૃતિઓની સારવારમાં ખાસ કરીને અસરકારક છે (લેગા એટ અલ. 2011). સૂક્ષ્મ પ્રણાલીઓ ન્યુરલ પેશીઓને વિદ્યુત, રાસાયણિક, ચુંબકીય અને ઓપ્ટિકલ સંકેતોનું અર્થઘટન કરવા અને પહોંચાડવા માટે ન્યુરલ સૂક્ષ્મ પ્રણાલીઓ વિકસાવી શકાય છે. તેઓ પટલની ક્ષમતામાં વિવિધતા શોધી શકે છે અને ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ કરીને અથવા રાસાયણિક સાંદ્રતા, ફ્લોરોસન્સ પ્રકાશની તીવ્રતા અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્ષમતાના મૂલ્યાંકન દ્વારા સ્પાઇક વસ્તી, કંપનવિસ્તાર અથવા દર જેવા વિદ્યુત ગુણધર્મોને માપી શકે છે. આ પ્રણાલીઓનો ધ્યેય એવા સંકેતો પહોંચાડવાનો છે જે ચેતાકોષીય પેશીઓની ક્ષમતાને પ્રભાવિત કરશે અને આમ મગજની પેશીઓને ઇચ્છિત પ્રતિસાદ મેળવવા માટે ઉત્તેજિત કરશે (હે 2005). માઇક્રોઇલેક્ટ્રોડ એરે એ ચોક્કસ સાધનો છે જેનો ઉપયોગ બાહ્યકોષીય વાતાવરણમાં વોલ્ટેજમાં તીવ્ર ફેરફારોને શોધવા માટે થાય છે જે ચેતાક્ષની નીચે ક્રિયા ક્ષમતાના પ્રસારથી થાય છે. ડૉ. માર્ક એલન અને ડૉ. લાપ્લાકા પાસે એસયુ-8 અને એસએલએ પોલિમર જેવી સાયટોકોમ્પેટિબલ સામગ્રીમાંથી માઇક્રોફેબ્રિકેટેડ 3ડી ઇલેક્ટ્રોડ્સ છે, જે પેશીઓમાં વિક્ષેપ ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ પાલન અને સુગમતાની લાક્ષણિકતાઓ સાથે ઈન વિટ્રો અને ઈન વિવો માઇક્રોઇલેક્ટ્રોડ પ્રણાલીઓના વિકાસ તરફ દોરી ગયા છે. ન્યુરલ પ્રોસ્થેસિસ ન્યુરોપ્રોસ્થેટિક્સ એ ચેતાતંત્રને ઉત્તેજિત કરીને અને તેની પ્રવૃત્તિને રેકોર્ડ કરીને ચેતાતંત્રના ગુમ થયેલા કાર્યોને પૂરક અથવા બદલવામાં સક્ષમ ઉપકરણો છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ કે જે ચેતાના ગોળીબારને માપે છે તે કૃત્રિમ ઉપકરણો સાથે એકીકૃત થઈ શકે છે અને તેમને પ્રસારિત સંકેત દ્વારા ઇચ્છિત કાર્ય કરવા માટે સંકેત આપી શકે છે. સંવેદનાત્મક પ્રોસ્થેસિસ ન્યુરલ ઇનપુટને બદલવા માટે કૃત્રિમ સેન્સરનો ઉપયોગ કરે છે જે જૈવિક સ્રોતોમાંથી ગુમ થઈ શકે છે (હે 2005). આ ઉપકરણો પર સંશોધન કરતા ઇજનેરોને ચેતાકોષીય પેશીઓ સાથે ક્રોનિક, સલામત, કૃત્રિમ ઇન્ટરફેસ પ્રદાન કરવા માટે ચાર્જ કરવામાં આવે છે. કદાચ આ સંવેદનાત્મક કૃત્રિમ અંગોમાં સૌથી સફળ કોક્લિયર પ્રત્યારોપણ છે જેણે બહેરાઓને સાંભળવાની ક્ષમતા પુનઃસ્થાપિત કરી છે. અંધ વ્યક્તિઓની દ્રશ્ય ક્ષમતાઓને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે દ્રશ્ય કૃત્રિમ અંગ હજુ પણ વિકાસના વધુ પ્રાથમિક તબક્કામાં છે. મોટર પ્રોસ્થેટિક્સ એ જૈવિક ચેતા સ્નાયુબદ્ધ પ્રણાલીના વિદ્યુત ઉત્તેજના સાથે સંકળાયેલા ઉપકરણો છે જે મગજ અથવા કરોડરજ્જુના નિયંત્રણ તંત્ર માટે અવેજી કરી શકે છે. ચેતા સંકેતો દ્વારા નિયંત્રિત ગુમ થયેલા અંગોને બદલવા માટે સ્માર્ટ પ્રોસ્થેસિસની રચના કરી શકાય છે, જેમાં ચેતાઓને એમ્પ્યુટીના સ્ટમ્પમાંથી સ્નાયુઓમાં ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરી શકાય છે. સંવેદનાત્મક પ્રોસ્થેટિક્સ પરિઘમાંથી યાંત્રિક ઉત્તેજનાને ચેતાતંત્ર દ્વારા સુલભ એન્કોડેડ માહિતીમાં રૂપાંતરિત કરીને સંવેદનાત્મક પ્રતિસાદ પ્રદાન કરે છે. ત્વચા પર મૂકવામાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સ સંકેતોનું અર્થઘટન કરી શકે છે અને પછી કૃત્રિમ અંગને નિયંત્રિત કરી શકે છે. આ પ્રોસ્થેટિક્સ ખૂબ જ સફળ રહ્યા છે. કાર્યાત્મક વિદ્યુત ઉત્તેજના (એફઇએસ) એ એક એવી પ્રણાલી છે જેનો હેતુ ઊભું રહેવું, ચાલવું અને હાથ પકડવા જેવી મોટર પ્રક્રિયાઓને પુનઃસ્થાપિત કરવાનો છે. ન્યુરોરોબોટિક્સ એ ન્યુરલ સિસ્ટમોને કેવી રીતે મૂર્ત સ્વરૂપ આપી શકાય છે અને યાંત્રિક મશીનોમાં હલનચલનનું અનુકરણ કરી શકાય છે તેનો અભ્યાસ છે. ન્યુરોરોબોટ્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મોટર નિયંત્રણ અને હલનચલન, શિક્ષણ અને સ્મૃતિ પસંદગી, અને મૂલ્ય પ્રણાલીઓ અને ક્રિયા પસંદગીનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે. વાસ્તવિક દુનિયાના વાતાવરણમાં ન્યુરોરોબોટ્સનો અભ્યાસ કરીને, તેની એમ્બેડેડ ન્યુરલ સિસ્ટમ્સ અને તેના પર્યાવરણમાં આ સિસ્ટમોની પ્રતિક્રિયાઓના સંદર્ભમાં રોબોટ કાર્યના હ્યુરિસ્ટિક્સને વર્ણવવા માટે તેમનું વધુ સરળતાથી નિરીક્ષણ અને મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે (ક્રિચમાર 2008). દાખલા તરીકે, એપિલેક્ટિક સ્પાઇક-વેવ ડાયનેમિક્સના કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને, સ્યુડોસ્પેક્ટ્રલ પ્રોટોકોલ દ્વારા જપ્તી ઘટાડવાનું અનુકરણ કરવાની પદ્ધતિની અસરકારકતા પહેલાથી જ સાબિત થઈ ગઈ છે. કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલ ઇડિઓપેથિક સામાન્યકૃત વાઈના દર્દીના ચુંબકીય ઇમેજિંગ રેઝોનન્સનો ઉપયોગ કરીને મગજની કનેક્ટિવિટીનું અનુકરણ કરે છે. આ પદ્ધતિ હુમલા ઘટાડવામાં સક્ષમ ઉત્તેજના પેદા કરવામાં સક્ષમ હતી. ન્યુરલ ટીશ્યુ રિજનરેશન ન્યુરલ ટીશ્યુ રિજનરેશન અથવા ન્યુરોરિજનરેશન એ ચેતાકોષોને કાર્ય પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે જુએ છે જે નાની ઇજાઓ અને મોટી ઇજાઓ જેવી કે આઘાતજનક મગજની ઇજાને કારણે નુકસાન થયું છે. ક્ષતિગ્રસ્ત ચેતાના કાર્યાત્મક પુનઃસ્થાપનમાં ચેતાક્ષને પુનઃઉત્પાદનના સ્થળ સુધી સતત માર્ગની પુનઃસ્થાપનાનો સમાવેશ થાય છે. જ્યોર્જિયા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજીના ડૉ. લાપ્લાકા જેવા સંશોધકો મગજની આઘાતજનક ઈજા અને કરોડરજ્જુની ઇજાઓ પછી ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ વ્યૂહરચનાઓ લાગુ કરીને સમારકામ અને પુનર્જીવન માટે સારવાર શોધવામાં મદદ કરવા માગે છે. ડૉ. લાપ્લાકા આઘાતજનક અપમાન પછી રચાતા અનિયમિત આકારના જખમોમાં ઓછામાં ઓછા આક્રમક વિતરણ માટે બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ પ્રોટીન આધારિત સ્કેફોલ્ડ સાથે ન્યુરલ સ્ટેમ કોશિકાઓને જોડવાની પદ્ધતિઓ શોધી રહ્યા છે. વિટ્રોમાં ન્યુરલ સ્ટેમ સેલનો અભ્યાસ કરીને અને વૈકલ્પિક કોષ સ્રોતોની શોધખોળ કરીને, સ્કેફોલ્ડમાં ઉપયોગ કરી શકાય તેવા નવીન બાયોપોલિમરની ઇજનેરી કરીને, અને આઘાતજનક મગજ અને કરોડરજ્જુની ઇજાના નમૂનાઓમાં વિવોમાં કોષ અથવા પેશીઓ દ્વારા રચાયેલા ટ્રાન્સપ્લાન્ટની તપાસ કરીને, ડૉ. લાપ્લાકાની પ્રયોગશાળાનો ઉદ્દેશ ઈજા પછી ચેતા પુનઃજનન માટે શ્રેષ્ઠ વ્યૂહરચનાઓ ઓળખવાનો છે. ક્લિનિકલ સારવાર માટે વર્તમાન અભિગમો ક્ષતિગ્રસ્ત ચેતા છેડાના અંતથી અંત સુધી સર્જિકલ સિઉચર ઓટોલોગસ ચેતા ગ્રાફ્ટ્સ સાથે નાના અંતરાયોને સુધારી શકે છે. મોટી ઇજાઓ માટે, શરીરના અન્ય સ્થળેથી લણણી કરવામાં આવેલી ઓટોલોગસ ચેતા કલમનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જોકે આ પ્રક્રિયા સમય માંગી લેતી, ખર્ચાળ અને બે શસ્ત્રક્રિયાઓની જરૂર પડે છે (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003). સી. એન. એસ. માટે તબીબી સારવાર ઓછામાં ઓછી ઉપલબ્ધ છે અને મોટે ભાગે ઈજા અથવા બળતરાના સ્થળની નજીક હાડકાના ટુકડાઓથી થતા કોલેટરલ નુકસાનને ઘટાડવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. આસપાસની ઈજા ઓછી થયા પછી, દર્દીઓ પુનર્વસવાટમાંથી પસાર થાય છે જેથી ઇજાગ્રસ્ત ચેતામાં ચેતા કાર્યના અભાવને સરભર કરવા માટે બાકીની ચેતાને તાલીમ આપી શકાય. નુકસાન પામેલા સી. એન. એસ. ચેતાના ચેતા કાર્યને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે હાલમાં કોઈ સારવાર અસ્તિત્વમાં નથી (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003). મેરૂદંડની ઇજાના સમારકામ માટેની ઇજનેરી વ્યૂહરચનાઓ ચેતા પુનઃજનન માટે મૈત્રીપૂર્ણ વાતાવરણ બનાવવા પર કેન્દ્રિત છે. અત્યાર સુધી માત્ર પી. એન. એસ. ચેતા નુકસાન તબીબી રીતે શક્ય છે, પરંતુ આનુવંશિક તકનીકો અને બાયોમેટેરિયલના સંશોધનમાં પ્રગતિ એસસી ચેતા માટે સ્વીકાર્ય વાતાવરણમાં પુનર્જીવિત થવાની સંભાવના દર્શાવે છે. ઓટોોલોગસ ટીશ્યુ ગ્રાફ્ટના ફાયદા એ છે કે તેઓ કુદરતી પદાર્થોમાંથી આવે છે જે જૈવિક સુસંગતતાની ઊંચી સંભાવના ધરાવે છે જ્યારે ચેતાને માળખાકીય ટેકો પૂરો પાડે છે જે કોષ સંલગ્નતા અને સ્થળાંતરને પ્રોત્સાહિત કરે છે (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003). નોન-ઓટોલોગસ પેશીઓ, એસેલ્યુલર ગ્રાફ્ટ્સ અને એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર મેટ્રિક્સ આધારિત સામગ્રી એ બધા વિકલ્પો છે જે ચેતા પુનર્જીવન માટે આદર્શ સ્કેફોલ્ડિંગ પણ પ્રદાન કરી શકે છે. કેટલાક એલોજેનિક અથવા ઝેનોજેનિક પેશીઓમાંથી આવે છે જેને ઇમ્યુનોસપ્રેસેન્ટ્સ સાથે જોડવી આવશ્યક છે. જ્યારે અન્યમાં નાના આંતરડાના સબમ્યુકોસા અને એમ્નિયોટિક ટીશ્યુ ગ્રાફ્ટ્સ (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003) નો સમાવેશ થાય છે. કૃત્રિમ સામગ્રી આકર્ષક વિકલ્પો છે કારણ કે તેમના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને સામાન્ય રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે. એક પડકાર જે કૃત્રિમ સામગ્રી સાથે રહે છે તે બાયોકોમ્પેટિબિલિટી (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003) છે. મિથાઈલસેલ્યુલોઝ-આધારિત રચનાઓ આ હેતુને પૂર્ણ કરતા બાયોકોમ્પેટિબલ વિકલ્પ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે (ટેટ એટ અલ. 2001). એક્સોજેન માનવ ચેતાતંત્રની નકલ કરવા માટે સેલ ગ્રાફ્ટ ટેકનોલોજી AVANCE નો ઉપયોગ કરે છે. તે પરિધીય ચેતા ઇજાઓ ધરાવતા 87 ટકા દર્દીઓમાં અર્થપૂર્ણ પુનઃપ્રાપ્તિ હાંસલ કરવા માટે દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ચેતા માર્ગદર્શન ચેનલો ચેતા માર્ગદર્શન ચેનલો, ચેતા માર્ગદર્શન નળી એ મોટી ખામીઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતી નવીન વ્યૂહરચનાઓ છે જે વૃદ્ધિને નિર્દેશિત કરતા ચેતાક્ષને અંકુરિત કરવા અને ડાઘ પેશીઓમાંથી વૃદ્ધિ અવરોધ ઘટાડવા માટે એક નળી પ્રદાન કરે છે. ચેતા માર્ગદર્શન ચેનલો સહેલાઈથી ઇચ્છિત પરિમાણો, વંધ્યીકૃત, આંસુ પ્રતિરોધક અને હેન્ડલ કરવા અને સીવણ કરવા માટે સરળ (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003) સાથે નળીમાં રચાયેલી હોવી જોઈએ. આદર્શ રીતે તેઓ ચેતા પુનઃજનન સાથે સમય જતાં અધોગતિ પામશે, નરમ, અર્ધપારગમ્ય હશે, તેમનો આકાર જાળવી રાખશે અને એક સરળ આંતરિક દિવાલ હશે જે વાસ્તવિક ચેતાતંત્રની નકલ કરે છે (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003). ન્યુરલ રિજનરેશનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે બાયોમોલેક્યુલર થેરાપીઓ અત્યંત નિયંત્રિત વિતરણ પ્રણાલીઓની જરૂર છે. ન્યુરોટ્રોફિક પરિબળો વિકાસ, અસ્તિત્વ, વૃદ્ધિ અને શાખાઓને પ્રભાવિત કરી શકે છે. ન્યુરોટ્રોફિનમાં ચેતા વૃદ્ધિ પરિબળ (એન. જી. એફ.), મગજમાંથી મેળવેલ ન્યુરોટ્રોફિક પરિબળ (બી. ડી. એન. એફ.), ન્યુરોટ્રોફિન-3 (એન. ટી.-3) અને ન્યુરોટ્રોફિન-4/5 (એન. ટી.-4/5) નો સમાવેશ થાય છે. અન્ય પરિબળોમાં સિલિઅરી ન્યુરોટ્રોફિક ફેક્ટર (સી. એન. ટી. એફ.), ગ્લિયલ સેલ લાઇન-ડિરાઇવ્ડ ગ્રોથ ફેક્ટર (જી. ડી. એન. એફ.) અને એસિડિક અને બેઝિક ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ ગ્રોથ ફેક્ટર (એ. એફ. જી. એફ., બી. એફ. જી. એફ.) છે જે ચેતા પ્રતિભાવોની શ્રેણીને પ્રોત્સાહન આપે છે. (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003) ફાઇબ્રોનેક્ટિન પણ ઉંદરોમાં ટી. બી. આઈ. પછી ચેતા પુનર્જીવનને ટેકો આપવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે (ટેટ એટ અલ. 2002). અન્ય ઉપચાર પદ્ધતિઓ પુનર્જીવન સાથે સંકળાયેલા જનીનો (આરએજી), ચેતાકોષીય પેશીય ઘટકો અને એન્ટીઆપોપ્ટોસિસ પરિબળોને નિયમન કરીને ચેતાના પુનર્જીવનની તપાસ કરી રહી છે. આરએજીમાં જીએપી-43 અને કેપ-23, એલ1 પરિવાર, એનસીએએમ અને એન-કેડેરિન (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003) જેવા સંલગ્ન અણુઓનો સમાવેશ થાય છે. ગ્લિયલ ડાઘને કારણે સી. એન. એસ. માં અવરોધક બાયોમોલેક્યુલ્સને અવરોધિત કરવાની સંભાવના પણ છે. હાલમાં અભ્યાસ કરવામાં આવી રહેલી કેટલીક સારવારોમાં કોન્ડ્રોઇટીનેઝ એબીસી અને બ્લોકિંગ એનજીઆર, એડીપી-રાઇબોઝ (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003) નો સમાવેશ થાય છે. વિતરણ તકનીકો વિતરણ ઉપકરણો બાયોકોમ્પેટિબલ અને વિવોમાં સ્થિર હોવા જોઈએ. કેટલાક ઉદાહરણોમાં ઓસ્મોટિક પંપ, સિલિકોન જળાશયો, પોલિમર મેટ્રિક્સ અને માઇક્રોસ્ફિયરનો સમાવેશ થાય છે. વૃદ્ધિ પરિબળોનું લાંબા ગાળાનું ઉત્પાદન પૂરું પાડવા માટે જનીન ઉપચાર તકનીકોનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે અને તેને લિપોપ્લેક્સ જેવા વાયરલ અથવા બિન-વાયરલ વેક્ટર સાથે વિતરિત કરી શકાય છે. કોષો ઇસીએમ ઘટકો, ન્યુરોટ્રોફિક પરિબળો અને કોષ સંલગ્નતા અણુઓ માટે અસરકારક વિતરણ વાહનો પણ છે. ઓલ્ફેક્ટરી એન્શીથિંગ કોષો (ઓઇસી) અને સ્ટેમ કોષો તેમજ આનુવંશિક રીતે સુધારેલા કોષોનો ઉપયોગ ચેતા પુનર્જીવન (લાપ્લાકા એટ અલ) ને ટેકો આપવા માટે પ્રત્યારોપણ તરીકે કરવામાં આવે છે. 2005, શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003, ટેટ એટ અલ. 2002). અદ્યતન ઉપચાર પદ્ધતિઓ જટિલ માર્ગદર્શન ચેનલો અને બહુવિધ ઉત્તેજનાઓને જોડે છે જે આંતરિક રચનાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે જે અનુદૈર્ધ્ય રીતે સંરેખિત તંતુઓ અથવા ચેનલોના આંતરિક મેટ્રિક્સ ધરાવતી ચેતા રચનાની નકલ કરે છે. આ માળખાઓનું નિર્માણ સંખ્યાબંધ તકનીકોનો ઉપયોગ કરી શકે છેઃ ચુંબકીય પોલિમર ફાઇબર સંરેખણ, ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ, ફેઝ સેપરેશન, સોલિડ ફ્રી-ફોર્મ ફેબ્રિકેશન અને શાહી જેટ પોલિમર પ્રિન્ટિંગ (શ્મિટ એન્ડ લીચ 2003). ન્યુરલ એન્હાન્સમેન્ટ હ્યુમન ન્યુરલ સિસ્ટમ્સની વૃદ્ધિ, અથવા એન્જિનિયરિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને હ્યુમન એન્હાન્સમેન્ટ એ ન્યુરોઇન્જિનિયરિંગનો બીજો સંભવિત ઉપયોગ છે. હાલમાં ન્યુરોલોજીકલ ડિસઓર્ડર્સ માટે આ સારવારનો ઉપયોગ કરતા દર્દીઓ દ્વારા નોંધવામાં આવ્યું છે તેમ મગજની ઊંડી ઉત્તેજના પહેલાથી જ યાદશક્તિને વધારવા માટે દર્શાવવામાં આવી છે. મગજની ઉત્તેજના તકનીકો લાગણીઓ અને વ્યક્તિત્વને મૂર્તિમંત કરવા તેમજ પ્રેરણા વધારવા, અવરોધો ઘટાડવા વગેરે માટે માન્ય છે. વ્યક્તિ દ્વારા વિનંતી મુજબ. આ પ્રકારના માનવ સંવર્ધન સાથેના નૈતિક મુદ્દાઓ એ પ્રશ્નોનો એક નવો સમૂહ છે જેની સાથે ન્યુરલ ઇજનેરોએ આ અભ્યાસોના વિકાસ સાથે સંઘર્ષ કરવો પડે છે. બ્રેઇન-કોમ્પ્યુટર ઇન્ટરફેસ બ્રેઇન-રીડિંગ સાયબરનેટિક્સ સાયબરવેર એક્સપિરિયન્સ મશીન ન્યુરોપ્રોસ્થેટિક્સ ન્યુરોસિક્યોરિટી ન્યુરોટેકનોલોજી પ્રોસ્થેટિક ન્યુરોનલ મેમરી સિલિકોન ચિપ્સ સેન્સરી સબસ્ટિટ્યુશન સિમ્યુલેટેડ રિયાલિટી વાયરહેડ (સાયન્સ ફિક્શન) સંદર્ભો એડવર્ડ્સ ડી. એચ. પણ જુઓ. 2010. ન્યુરોમિકેનિકલ સિમ્યુલેશન. ફ્રન્ટ બિહેવ ન્યુરોસી 4 એલિયાસમિથ સી, એન્ડરસન સીએચ. 2003 માં. ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગઃ ન્યુરોબાયોલોજીકલ સિસ્ટમોમાં ગણતરી, પ્રતિનિધિત્વ અને ગતિશીલતા. કેમ્બ્રિજ, માસ. : એમઆઇટી પ્રેસ. xii, 356 પી. પી. તેમણે બી. 2005 માં. ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ. ન્યૂ યોર્કઃ ક્લુવર એકેડેમિક/પ્લેનમ. xv, 488 પી. પી. ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ (બાયોઇલેક્ટ્રિક એન્જિનિયરિંગ) (2005) ઓપરેટિવ ન્યુરોમોડ્યુલેશનઃ વોલ્યુમ 1: ફંક્શનલ ન્યુરોપ્રોસ્થેટિક સર્જરી. એક પરિચય (2007) ડીપ બ્રેઇન સ્ટિમ્યુલેશન ફોર પાર્કિન્સન ડિસીઝ (2007) હેન્ડબુક ઓફ સ્ટીરિયોટેક્ટિક એન્ડ ફંક્શનલ ન્યુરોસર્જરી (2003) ન્યુરલ પ્રોસ્થેસિસઃ ફંડામેન્ટલ સ્ટડીઝ (1990) આઇ. ઇ. ઇ. ઇ. હેન્ડબુક ઓફ ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ (2007) ફાઉન્ડેશન્સ ઓન સેલ્યુલર ન્યુરોફિઝિયોલોજી (1995) બાહ્ય લિંક્સ આઇ. ઇ. ઇ. ઇ. ટ્રાન્ઝેક્શન્સ ઓન બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગ આઇ. ઇ. ઇ. ઇ. ટ્રાન્ઝેક્શન્સ ઓન ન્યુરલ સિસ્ટમ્સ એન્ડ રીહેબીલીટેશન એન્જિનિયરિંગ ધ જર્નલ ઓફ ન્યુરલ એન્જિનિયરિંગ જે. એન. ઇ. આર. જર્નલ ઓફ ન્યુરોએન્જિનિયરિંગ એન્ડ રીહેબીલીટેશન જર્નલ ઓફ ન્યુરોફિઝિયોલોજી