Нейронауковці навчилися управляти нейронами за допомогою УЗД

Інститут біологічних досліджень (Каліфорнія, США) представив нову методику селекційного стимулювання нейронів, які називають соногенетики. У своїй роботі вони стверджують, що вдалося неінвазивно активувати нейрони за допомогою УЗД.

Щоб вивчити роботу мозку, біологи кілька років тому розробили схему включення правих нейронів за допомогою світла. У клітині прийшла ген каналу натрію, який реагує на фотон. Якщо ви засвітлюєте світло на клітині, натрієві іони починають вводити її, що збуджує нейрон. Однак, при заспокоїванні нейронів ще не навчатися – заспокоїти клітини випускають іони калію, але такі світлокеровані канали в природі ще не знайдено.

Цей винахід негайно просунутий нейронаука. Вчені кинулися до мишей і вже встигли поставити один експеримент після іншого, дізнаючись про структуру мозку. Вони змогли відслідковувати процес утворення пам'яті, ввімкнути і відключати больові рецептори, імітувати наслідки впливу препарату і навіть перевернути і відключати ерекції. Але всі ці дослідження були проведені лише в мишей. Після того, як основна проблема цього методу полягає в необхідності зробити канал в черепахі і мозку для забезпечення оптики.

винахідник технології соногенетики, Srikant Chalasani, доцент лабораторії молекулярної нейронауки, стверджує, що запропонований метод ультразвуку здатний активувати правильні нейрони. У цьому випадку ультразвук проникає шкіри і кісток черепа, не впливаючи на інші клітини тіла.

«Ми вважаємо, що застосування ультразвуку до неінвазивно активувати нейрони можна широко використовувати для дешифрування нейронних шляхів в мозку, укладених в непристойну оболонку черепа і шкіри. й

Ще однією заявленою перевагою технології є можливість активувати різні групи нейронів, так як можливості зміни частоти звуку перевищують набір хвильових довжин світла, до яких нейрони в оптогенетичних дослідженнях.

Використання цієї технології також вимагає додавання додаткового гена до клітин. Вчені виявили, що білок TRP-4, що міститься в природному стані, інвертебратах чутливий до УЗД. Додаючи цей білок за допомогою вірусу в тіло C. Elegans, нематодний черв'як популярний з дослідниками, вчені змогли створити кілька нейронів чутливих до УЗД. Наприклад, в одному експерименті можна було зробити черв'ячний поворот навколо, даючи певні ультразвукові імпульси.



Хоча протеїн TRP-4 не знайдено в мишей або людини, це не означає, що нова технологія без використання до нас - вчених стверджує, що шляхом додавання відповідних генів ви можете зробити клітинки виробляти цей білок.

У зв'язку з тим, що використання технології на хребетних тварин і людини є тільки гіпотетична. Крім того, так як світло переходить швидше, ніж звук і процеси в мозку людини виникають досить швидко, контролюючі нейрони неможливі для всіх процесів. Чалані пропонує, що технології соногенетики та оптогенетики доповнять один одному.

Джерело: geektimes.ru/post/262618/