مکانیکی راه برای تحریک سلول های عصبی

علاوه بر پاسخ به برق و محرک های شیمیایی بسیاری از بدن سلولهای عصبی نیز می تواند پاسخ به اثرات مکانیکی مانند فشار و یا لرزش. اما این پاسخ مشکل تر شده است محققان به مطالعه از آنجا که شده است وجود ندارد و به راحتی قابل کنترل روش برای القای چنین مکانیکی تحریک سلول های. در حال حاضر محققان در MIT و در جاهای دیگر پیدا کرده اند یک روش جدید برای انجام درست آن.

این یافته ممکن است ارائه یک گام به سوی نوع جدیدی از درمان ها شبیه به الکتریکی بر اساس neurostimulation که استفاده شده است برای درمان بیماری پارکینسون و دیگر شرایط. بر خلاف کسانی که سیستم های که نیاز به یک خارجی سیم اتصال به سیستم جدید خواهد بود به طور کامل تماس-رایگان پس از تزریق اولیه ذرات و می تواند دوباره فعال خواهد شد از طریق یک خارجی اعمال میدان مغناطیسی.

این یافته است که گزارش شده در مجله ACS Nano, در مقاله سابق MIT postdoc Vogue Gregurec الکساندر Senko دکترا ’19 دانشیار Polina Anikeeva و نه دیگران در دانشگاه فنی ماساچوست در بوستون بریگهام و بیمارستان زنان و در اسپانیا.

روش جدید باز می شود یک مسیر جدید برای تحریک سلول های عصبی در بدن است که تا کنون تقریبا به طور کامل متکی یا شیمیایی مسیرهای از طریق استفاده از دارو و یا در مسیر الکتریکی که نیاز به مهاجم سیم برای رساندن ولتاژ به بدن است. این تحریک مکانیکی است که به فعال شدن کاملا متفاوت مسیرهای سیگنالینگ در سلول های عصبی خود را می تواند ارائه به مساحت قابل توجهی از مطالعه, محققان می گویند.

“یک نکته جالب در مورد این سیستم عصبی است که سلول های عصبی در واقع می تواند شناسایی نیروهای” Senko می گوید. “این که چگونه خود را حس لمسی کار می کند و همچنین خود را حس شنوایی و تعادل است.” تیم هدف یک گروه خاص از سلول های عصبی در داخل یک ساختار شناخته شده به عنوان پشتی (dorsal root گانگلیون که به شکل یک رابط بین مرکزی و محیطی, سیستم عصبی, چرا که این سلول های حساس به نیروهای مکانیکی.

کاربردهای این تکنیک می تواند شبیه به کسانی که در حال توسعه در زمینه bioelectronic داروهای Senko می گوید ولی برای کسانی که نیاز به الکترود است که به طور معمول بسیار بزرگتر و سنگین تری نسبت به سلول های عصبی تحریک می شود محدود کردن خود را با دقت و گاهی آسیب رساندن به سلول های.

کلید فرآیند جدید در حال توسعه کوچک با دیسک های غیر معمول مغناطیسی اموال است که می تواند باعث آنها را به شروع به تکان و لرزش بال هنگامی که در معرض یک نوع خاصی از تغییر میدان مغناطیسی. هر چند ذرات خود تنها 100 نانومتر در سراسر تقریبا یک صدم از اندازه سلول های عصبی آنها در حال تلاش برای تحریک آنها می توان ساخته شده و تزریق در مقادیر بزرگ به طوری که در مجموع اثر خود را به اندازه کافی قوی است برای فعال کردن سلول های گیرنده های فشار. “ما ساخته شده از نانوذرات است که در واقع تولید نیروهای که می تواند سلول های تشخیص و پاسخ به” Senko می گوید.

Anikeeva می گوید که معمولی و مغناطیسی نانو ذرات مورد نیاز خواهد بود impractically بزرگ میدان مغناطیسی فعال شود بنابراین پیدا کردن مواد است که می تواند نیروی کافی فقط با وزش مغناطیسی فعال شد “بسیار سخت و مشکل است.” راه حل ثابت می شود یک نوع جدید از مغناطیسی nanodiscs.

این دیسک ها که صدها نانومتر در قطر شامل یک گرداب پیکربندی اتمی چرخش زمانی که وجود دارد هیچ میدان مغناطیسی خارجی اعمال می شود. این باعث می شود ذرات رفتار به عنوان اگر آنها نمی مغناطیسی در همه آنها فوق العاده پایدار در راه حل. زمانی که این دیسک ها در معرض بسیار ضعیف متفاوت میدان مغناطیسی از چند millitesla با فرکانس پایین فقط چند هرتز آنها تبدیل به یک دولت که در آن چرخش داخلی همه تراز وسط قرار دارد در دیسک هواپیما. این اجازه می دهد تا این nanodiscs به عنوان اهرم — wiggling بالا و پایین با جهت درست است.

Anikeeva که یک استاديار بخش علوم و مهندسی مواد و مغز و علوم شناختی می گوید این کار ترکیبی از چند رشته جدید از جمله شیمی است که منجر به توسعه این nanodiscs همراه با اثرات الکترومغناطیسی و کار در زیست شناسی neurostimulation.

تیم اول در نظر گرفته شده با استفاده از ذرات مغناطیسی آلیاژ فلزی است که می تواند لازم نیروهای, اما این نمی شد سازگار مواد و آنها گران است. محققان دریافتند یک راه برای استفاده از ذرات ساخته شده از هماتیت و خوش خیم اکسید آهن است که می تواند فرم های مورد نیاز دیسک اشکال است. این هماتیت شد و سپس تبدیل به مگنتیت که دارای خواص مغناطیسی آنها مورد نیاز است و شناخته می شود خوش خیم در بدن است. این ماده شیمیایی تحول از هماتیت به مگنتیت به طور چشمگیری تبدیل blood-red tube ذرات به جت سیاه و سفید.

“ما تا به حال به تایید می کنند که این ذرات در واقع پشتیبانی این واقعا غیر معمول چرخش دولت این گرداب” Gregurec می گوید. آنها برای اولین بار سعی کردم به تازگی توسعه یافته با نانوذرات و ثابت با استفاده از تصویربرداری هولوگرافی سیستم های ارائه شده توسط همکاران در اسپانیا است که ذرات واقعا واکنش نشان می دهند به عنوان انتظار می رود لازم ارائه نیروهای خود را برای استخراج پاسخ از سلول های عصبی. نتایج آمد و در اواخر دسامبر و “همه فکر می کردند که کریسمس در حال حاضر” Anikeeva به یاد می آورد: “وقتی ما برای اولین بار هولوگرام و ما واقعا می تواند ببینید که چه ما از لحاظ تئوری پیش بینی و شیمیایی مشکوک در واقع از لحاظ جسمی درست است.”

این کار هنوز در مراحل ابتدایی خود را, او می گوید. “این اولین تظاهرات که ممکن است به استفاده از این ذرات به transduce نیروهای زیادی به غشای سلول های عصبی به منظور تحریک آنها است.”

او می افزاید: “که باز می شود تمام زمینه امکانات. … این به این معنی است که در هر نقطه از سیستم عصبی که در آن سلول های حساس به نیروهای مکانیکی و اساسا هر ارگان ما در حال حاضر می تواند زیر و بم عملکرد آن ارگان.” که به ارمغان می آورد علم یک گام نزدیک تر او می گوید: به هدف bioelectronic پزشکی است که می تواند تحریک در سطح فردی ارگان و یا بخش هایی از بدن بدون نیاز به مواد مخدر و یا الکترود.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de