Drobné, svetlom poháňané drôty pre moduláciu elektrických signálov mozgu.

Tyč vpravo hore je umiestnená na úpravu elektrickej signalizácie medzi neurónmi. Celý obraz je menší ako priemer jedného ľudského vlasu.

Ľudský mozog zostáva z veľkej časti veľkou záhadou: Ako sa sieť rýchlo sa pohybujúcich elektrických signálov premenia na myšlienku, pohyb a choroby zostávajú slabo chápané. Je elektrický, takže môže byť heknutý (napadnutý) – potrebné je nájsť presný a jednoduchý spôsob manipulácie elektrickej signalizácie medzi neurónmi.

Nová štúdia Univerzity v Chicagu ukazuje, ako by mohli byť vyrábané drobné, svetlom poháňané vlákna, vyrobené z kremíka na poskytovanie týchto elektrických signálov. Štúdia ponúka novú cestu, ktorou možno vysvetliť a možno niekedy aj liečiť poruchy mozgu.

Pred desiatimi rokmi ožil svet vedy špekuláciami o nedávno objavenej technike optogenetiky, ktorá by manipulovala nervovou aktivitou pomocou svetla. Problém spočíva v tom, že sa musí pracovať s genetikou: vložením génu do cieľovej bunky, ktorá by reagovala na svetlo. Aj Iné spôsoby modulácie neurónov už boli odvtedy navrhnuté, ale perfektná alternatíva zostáva stále nedosiahnuteľná.

Tím pod vedením Prof. Bozhi Tian vytvoril nepatrné vlákna, predtým určené pre solárne články. Tieto nanovodiče sú tak malé, že stovky z nich môžu ležať vedľa seba na okraji listu papiera v rovnakej veľkosti ako bunky s ktorými sa pokúšajú komunikovať.

Nanovlákna kombinujú dva druhy kremíka a keď zasvieti svetlo, vytvárajú malý elektrický prúd. Zlato, rozptýlené špeciálnym procesom na povrch vlákna, pôsobí ako katalyzátor na podporu elektrochemických reakcií.

„Keď je vlákno na svojom mieste a svieti, rozdiel napätia medzi vnútornou a vonkajšou časťou článku je mierne znížený. To znižuje bariéru, aby neurón vypálil elektrický signál do susedných buniek, „povedal Tian.

Tím skúšal prístup s potkaními neurónmi pestovanými v laboratóriu a zistil, že môžu naozaj spustiť neuróny na vypaľovanie týchto elektrických signálov.

„Dobrá vec na tom je, že ako zlato tak aj kremík sú biologicky kompatibilné materiály,“ povedal postgraduálny študent Ramya Parameswaran,“ Po vstreknutí do tela, by sa štruktúry tejto veľkosti prirodzene rozložili v priebehu niekoľkých mesiacov.“

„Je to zásadný, ale veľmi sľubný prístup,“ povedal Tian. Plánujú ďalšie testovania systému u zvierat, čo by mohlo pomôcť výskumníkom ďalej pochopiť, ako tieto elektrické signály fungujú v mozgu, ako aj navrhnúť spôsoby riešenia problémov, ako je Parkinsonova choroba alebo psychiatrické poruchy.


Zdroj: nanowerk.com

Leave a Comment