Znajdź zawartość

W laboratorium profesora Mikhaila Shapiro z Caltechu (California Institute of Technology), powstała metoda włączania i wyłączania poszczególnych obwodów mózgu bez potrzeby przeprowadzania interwencji chirurgicznej. W przyszłości technika ta może przydać się podczas leczenia chorób neurologicznych takich jak epilepsja czy choroba Parkinsona, związanych z nieprawidłowym działaniem szlaków sygnałowych w mózgu. Używając fal dźwiękowych i terapii genetycznych uzyskujemy, po raz pierwszy w historii, nieinwazyjną kontrolę nad konkretnymi obszarami mózgu i rodzajami komórek oraz uzyskujemy dostęp do informacji, kiedy neurony się włączają i wyłączają, mówi profesor Shapiro. Pomysł, by uzyskać wpływ na to, kiedy neurony są aktywne, a kiedy nie, nie jest nowy. Na przykład w rozwijającej się dopiero optogenetyce używa się światła do kontrolowania poszczególnych obszarów mózgu za pomocą wszczepionych światłowodów. Nowością w metodzie opracowanej przez zespół Shapiro jest wykorzystanie fal dźwiękowych. Były już one używane przez naukowców z Caltechu do obrazowania i kontroli funkcjonowania komórek wewnątrz ciała. Tym razem fale dźwiękowe są używane w połączeniu z małymi bąbelkami wprowadzanymi do krwi w celu czasowego otwarcia bariery krew–mózg. Gdy bąbelki są pobudzane przez fale dźwiękowe, zaczynają wibrować, a ich ruch na krótko otwiera barierę krew–mózg, wyjaśnia główny autor najnowszych badań doktor Jerzy Szablowski. Otwarcie bariery krew–mózg to pierwszy krok składającej się z 3 etapów techniki kontrolowania wybranych obszarów mózgu. Dzięki temu zespół może wykorzystać terapie genowe. Do krwi wprowadzany jest odpowiednio zmodyfikowany wirus, który przedostaje się przez barierę krew–mózg i dostarcza do wybranych komórek odpowiednie instrukcje. Instrukcje te kodują proteiny zwane chemoreceptorami, które w odpowiedni sposób reagują na leki przygotowane w laboratorium. Ostatnim etapem procesu jest podanie leków powodujących, że wybrane neurony się włączą lub wyłączą. Naukowcy zaprezentowali działanie swojej techniki na myszy, u której na cel wzięli neurony w hipokampie odpowiedzialne za tworzenie wspomnień. Gdy myszy podano leki wyłączające te neurony, nie była ona w stanie przez jakiś czas tworzyć nowych wspomnień. To odwracalna metoda, mówi Szablowski. Możesz podać leki wyłączające wybrane neurony, ale po jakimś czasie znowu się one włączą. Można też tak dobrać dawkę leku, by określić, na ile dany obszar mózgu ma zostać wyłączony, dodaje uczony. Nowa metoda zyskała nazwę akustycznie celowanej chemogenetyki (ATAC – acoustically targeted chemogenetics). « powrót do artykułu