Studiuesit amerikanë 'hakojnë' trurin e mizave dhe i kontrollojnë ato nga distance

Studiuesit amerikanë ‘hakojnë’ trurin e mizave dhe i kontrollojnë ato nga distance

Një ekip kërkimor i përbërë nga shkencëtarë nga disa prej instituteve më të larta në SHBA kanë demonstruar një teknologji pa tel që lejon neuronet në trurin e mizës të kontrollohen në më pak se një sekondë, thuhet në një deklaratë për shtyp.

Me përparimet në të kuptuarit tonë se si funksionon truri ynë, shkencëtarët po kërkojnë mënyra për të shfrytëzuar këtë funksionalitet. Kjo bëhet për të arritur qëllime që më parë ishin të paimagjinueshme. Për shembull, një projekt kërkimor i financuar nga Fondacioni Kombëtar i Shkencës (NSF) dhe Agjencia e Projekteve të Kërkimit të Avancuar të Mbrojtjes (DARPA) synon të zhvillojë një teknologji kufjesh. Kjo teknologji mund të lexojë dhe të shkruajë aktivitetin nervor të trurit për një individ tjetër.

I quajtur Access Neural Magnetic, Optical, Acoustic (MOANA), programi synon të zhvillojë një kufje me valë që mund të lehtësojë komunikimin tru-tru në një mënyrë jokirurgjikale. Jacob Robinson, një profesor i asociuar në Universitetin Rice është në mesin e studiuesve që punojnë në projekt dhe ekipi i tij ka zhvilluar një metodë për të hakuar trurin e fluturimit me valë.

Si e kanë hakuar studiuesit trurin e mizave?

Ekipi hulumtues përdori inxhinierinë gjenetike për të shprehur një kanal të veçantë jonik në qelizat neuronale të mizave. Kanali mund të aktivizohet duke përdorur nxehtësinë. Kur aktivizohet kanali jonik, mizat hapin krahët, siç do të bënin si pjesë e gjestit të çiftëzimit.

Për të aktivizuar kanalin sipas dëshirës, studiuesit më pas injektuan mizat eksperimentale me nanogrimca. Nanogrimca  mund të nxeheshin duke aplikuar një fushë magnetike. Mizat e modifikuara gjenetikisht u futën në një mbyllje që kishte një elektromagnet dhe kamerë.

Kur studiuesit aktivizuan elektromagnetin, fusha elektrike nxehi nanogrimcat, të cilat aktivizuan neuronet. Kjo rezultoi në mizat duke përhapur krahët e tyre.

Duke analizuar  eksperimentet, studiuesit zbuluan gjithashtu se kalimi kohor midis aktivizimit të elektromagnetit dhe përhapjes së krahëve ishte më pak se gjysmë sekonde.

“Duke mbledhur ekspertë në inxhinierinë gjenetike, nanoteknologji dhe inxhinieri elektrike, ne ishim në gjendje t’i bashkonim të gjitha pjesët dhe të vërtetonim se kjo ide funksionon”, tha Robinson në deklaratën për shtyp.

Çfarë ndodh më pas?

Robinson është i bindur se kjo aftësi për të aktivizuar qelizat do të jetë e dobishme në studimin e trurit. Gjithashtu dhe në zhvillimin e teknologjisë së komunikimit të trurit si dhe trajtimin e çrregullimeve të lidhura me trurin.

Ekipi është i fokusuar në zhvillimin e teknologjisë që do të ndihmojë në rivendosjen e shikimit te njerëzit . Ata synojnë të stimulojnë pjesët e trurit që lidhen me një ndjenjë shikimi në mungesë të syve funksionalë.

“Për të arritur në saktësinë natyrore të trurit, ndoshta duhet të marrim një përgjigje deri në disa të qindtat e sekondës. Pra, ka ende një rrugë për të shkuar,” shtoi Robinson. “Qëllimi afatgjatë i kësaj pune është krijimi i metodave për aktivizimin e zonave specifike të trurit tek njerëzit për qëllime terapeutike, pa pasur nevojë të kryejë ndonjëherë kirurgji.

Puna e bërë në bashkëpunim me studiuesit në Universitetin Brown dhe Universitetin Duke u botua në revistën Nature Materials.

Abstrakt

Aktivizimi me kohë të saktë i qelizave të synuara është një mjet i fuqishëm për studimin e qarqeve nervore. Gjithashti dhe për studimin e terapive të bazuara në qeliza. Kontrolli magnetik i aktivitetit qelizor, ose ‘magnetogjenetika’, duke përdorur ngrohjen magnetike të nanogrimcave të kanaleve jonike të ndjeshme ndaj temperaturës, mundëson aktivizimin në distancë, jo-invazive të neuroneve për aplikime në inde të thella dhe studime të kafshëve me sjellje të lirë. Sidoqoftë, koha e përgjigjes in vivo e magnetogjenetikës termike është aktualisht dhjetëra sekonda. Kjo gjë që parandalon modulimin e saktë të përkohshëm të aktivitetit nervor. Për më tepër, magnetogjenetika ende nuk ka arritur stimulimin e shumëfishtë in vivo të grupeve të ndryshme të neuroneve. Këtu ne prodhojmë përgjigje të sjelljes së dytë në Drosophila melanogaster.

Kjo duke kombinuar nanogrimcat magnetike me një termoreceptor të ndjeshëm ndaj shpejtësisë (TRPA1-A). Për më tepër, duke akorduar nanogrimcat magnetike për t’iu përgjigjur fuqive dhe frekuencave të ndryshme, ne arrijmë stimulim të dytë, shumëkanalësh. Këto rezultate e sjellin magnetogjenetikën më afër rezolucionit të përkohshëm dhe stimulimit të shumëfishtë të mundshëm me optogjenetikën duke ruajtur invazivitetin minimal dhe stimulimin e indeve të thella të mundshme vetëm me kontroll magnetik.

Postime te ngjashme