دستکاری نورون‌های مغز با استفاده از امواج صوتی

به گزارش خبرنگار حوزه فناوری گروه علمی پزشکی باشگاه خبرنگاران جوان، اپتوژنیک به پیشرفت تکنیک‌های تصویربرداری در قرن اخیر، مطالعه و بررسی عملکرد‌های مغزی را سرعت بخشیده‌است. تکنولوژی اپتوژنتیک قدمی است به سوی بررسی‌های دقیق‌تر. روش‌ها و ابزار تک مؤلفه‌ای قابل اعتماد که بتوانند تنها یک اُپسین (ترکیبی که شامل بخش پروتئینی شبکیه است) را هدف قرار بدهند و هم چنین میزان حساسیت نوری از عناصر مهم در این روش هستند که امکان مطالعه عملکرد دقیق و خاص سیستم عصبی را ایجاد می‌کنند. اپتوژنتیک همان‌طور که از اسمش پیداست استفاده همزمان از اپتیک و ژنتیک برای تشخیص عملکرد سلول‌های خاص در بافت‌های زنده است.

اپتوژنتیک ابزاری مطمئن برای کنترل نرون‌ها با نور است که به دانشمندان علوم اعصاب این امکان را داده است که سلول‌های مغز را کم و بیش به میل خود خاموش و روشن کنند. این فناوری موجب تحول در علوم اعصاب شده است.

بیشتر بخوانید: ربات‌های هوشمند معرفی شده در نمایشگاه CES2020 را بشناسید

این روش یک چالش اساسی دارد، محققان برای تحقیقات به بیرونی‌ترین بخش مغز نیاز دارند تا در آن فیبر نوری کاشته و با دیگر دستگاه‌ها به‌صورت تهاجمی به آن متصل شوند و نور را به آن بخش برسانند.

پژوهشگران دانشگاه استنفورد اقدام به ارائه گزارشی کردند که در آن روشی با تهاجم کمتر ابداع شده است. آن‌ها نانوذرات تزریقی ساختند که قادر است امواج صوتی را به نور تبدیل کند.

گوسونگ هونگ، استادیار علوم و مهندسی مواد و عضو موسسه علوم اعصاب ووسای می‌گوید؛ سوال ما این بود که آیا می‌توانیم تمام ایمپلنت‌ها را برای تحویل نور به مغز از بین ببریم؟ رویکرد ما جایگزین کردن روشی کم تهاجمی بود.

در روش‌های اپتوژنتیک چالش رایج این است که برای نواحی عمیق مغز باید از ایمپلنت‌ها استفاده کرد که روشی تهاجمی است. امواج فراصوت گزینه‌ای کم‌تهاجمی است که برخلاف نور، با عبور از بافت بدن می‌تواند به مغز برسد. این روش بسیار جدید بوده و تاکنون تعداد کمی ژن را می‌توان با این روش اصلاح کرد.

با این حال هونگ و همکارانش معتقدند که فراصوت پتانسیل بالایی برای این کار دارد، به ویژه اگر بتواند راهی برای تبدیل صدا به نور پیدا کرد. برای این کار، محققان از ذرات سولفیدروی استفاده کردند که با اعمال فشار خارجی، نور تولید می‌کند. با تقویت نانوذرات سولفید روی با کبالت، این گروه نانوذراتی ساختند که می‌تواند در اثر جذب امواج صوتی ویژه‌ای، نور موردنظر محققان را تولید کند.

این گروه، نانوذرات را وارد سیستم گردش خون موش کردند تا نانوذرات بتوانند به بخش‌هایی از مغز موش نفوذ کنند. نتایج کار نشان داد که این ذرات موفق شده‌اند نور در مغز موش ایجاد کنند. البته طول عمر این ذرات کم بوده و پژوهشگران به دنبال افزایش طول عمر آن‌ها هستند.

انتهای پیام/