Ultradźwięki pomogą kontrolować mózg
Ostatnia recenzja: 16.10.2021
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
W jednej ze znanych publikacji naukowych ukazał się artykuł zespołu naukowców poświęconych ich nowej pracy - specjaliści zdołali kontrolować działania glikowców za pomocą specjalnego genu, wpływającego na nie za pomocą ultradźwięków.
Kierownik naukowej grupy Stuart Ibsen z Kalifornii wyjaśnił, że fale ultradźwiękowe o niskich częstotliwościach, rozprzestrzeniające się przez ciało, prawie nie są rozproszone, co odróżnia je od światła. Ta funkcja może być przydatna na przykład podczas stymulacji głębokich odcinków mózgu.
Zespół Ibsena był w stanie kontrolować działania transgenicznych obleńców za pomocą fal ultradźwiękowych i pęcherzyków powietrza, które były obecne w robaku otaczającym pożywkę.
Naukowcy zmienili genom obleńców w taki sposób, że ich komórki nerwowe stają się podatne na polecenia wysyłane przez ultradźwięki. Aby to osiągnąć, specjaliści byli w stanie wprowadzić gen TRP-4 do robaków DNA. Ten konkretny gen zawiera pewien "przewodnik" do składania cząsteczek niezwykłego białka znajdującego się na powierzchni neuronów, to on jest odpowiedzialny za percepcję ultradźwięków przez obleńce i pozwala kontrolować ich działania. Takie białka służą jako rodzaj kanału, przez który przechodzą pewne jony (w przypadku robaków kanały jonowe otwierają się na wapń), co powoduje, że komórki mózgu stają się bardziej aktywne.
Gdy ultradźwięki uderzą w cząsteczki białka, kanał otworzy się i komórka wyemituje impuls elektryczny. Dzięki temu naukowcy byli w stanie kontrolować pracę nie tylko pojedynczych komórek, ale całego mózgu robaków. Oprócz ultradźwięków, pęcherzyki powietrza, na które nałożono specjalną warstwę tłuszczu i farbę, wpłynęły na zachowanie robaków. Takie pęcherzyki pomogły aktywować określone neurony. W wyniku ultradźwięków naukowcy zmusili robaka do poruszania się w przeciwnym kierunku, do skrętu pod ostrym kątem lub do całkowitego zniknięcia.
Podobny sposób kontrolowania działania mózgu nazywano sonogenetyką, a obecnie można go stosować tylko w przypadku robaków. Jednak według naukowców możliwe jest dostosowanie tej metody nie tylko do innych zwierząt, ale także do ludzi, chociaż na drodze do tego celu istnieje wiele trudności.
Aby metoda zadziałała, konieczne jest wprowadzenie genu TRP-4 do niektórych komórek ciała i pęcherzyków powietrza do układu krążenia. Specjaliści sugerują, że taki unikalny system pomoże osobom niepełnosprawnym w mózgu, na przykład, z epilepsją.
Teraz naukowcy muszą sprawdzić, czy technika działa w przypadku ssaków. Obecnie grupa Ibsen rozpoczęła już badania nad gryzoniami, a jeśli eksperymenty się powiedzie, sonogenetykę można przystosować do pracy z ludźmi. Eksperci są pewni, że będą w stanie znaleźć metody "bezkontaktowego" zarządzania komórkami.
Nawiasem mówiąc, ultradźwięki były już wykorzystywane przez naukowców do stymulacji mózgu, były nawet używane w leczeniu niektórych chorób, ale grupa Ibsen jako pierwsza zdołała aktywować pojedyncze komórki za pomocą fal ultradźwiękowych.