درک توابع مغز با استفاده از نانوذرات تا تبدیل

دانشمندان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) با یک تیم تحقیقاتی بین المللی کار کرده اند تا به طور مشترک یک رویکرد جدید برای تحریک مغزی عمیق ایجاد کنند. روش جدید با استفاده از نانوذرات بالا تبدیل شده توسط پروفسور لیو Xiaogang از گروه شیمی در دانشکده علوم NUS به منظور تحویل نور قابل مشاهده عمیق به مغز برای تحریک فعالیت های عصبی در شیوه کمتر تهاجمی استفاده می کند. این نوآوری یک پیشرفت قابل توجه در optogenetics و توانایی پژوهشگران برای کشف بینش ارزشمند در مورد مغز است.

Optogenetics یک روش تحقیق گسترده در زمینه علوم اعصاب است که استفاده از نور مرئی را برای فعال یا مهار نورون در مغز فراهم می کند و محققان را قادر می سازد تا توابع مغز را در یک روش حداقل تهاجمی بررسی کنند. با این وجود ناتوانی نور مرئی برای نفوذ به ساختار مغناطیسی عمیق، یکی از چالش های عمده تجربی برای این تکنیک است و تحریک مغزی عمیق فعلی هنوز نیاز به وارد کردن فیبر نوری به طور مستقیم به مغز دارد.

پروفسور لیو و همکارانش برای کشف تحرک عمیق مغزی، با نور مادون قرمز نزدیک، شناخته شده اند که توانایی نفوذ بافت به میزان قابل توجهی بالاتر و همچنین نسبتا امن برای نمونه های بیولوژیکی است. با استفاده از یک فرایند دو مرحله ای، نانوذرات بالاکنش ابتدا به داخل مغز تزریق می شود. پس از رسیدن به مغز عمیق،  به نانوذرات تبدیل شده و یک گروه منحصر به فرد از نانومواد لومینسانسی قادر به تبدیل نور مادون قرمز می باشد و قابل مشاهده است، سپس نور مرئی را ایجاد می کند که باعث تحریک نورون ها می شود. استراتژی نشان داده است که در راه اندازی یادآوری حافظه و انتشار دوپامین در آزمایشات تیم موثر است.

این رویکرد جدید، جایگزین ساده تر و کمتر تهاجمی برای کاشت فیبر نوری برای تحریک مغزی عمیق ارائه می دهد و پتانسیل زیادی در تسهیل پیشرفت در علوم اعصاب دارد.

پروفسور لیو، که همکاری نویسنده این مطالعه است، گفت: “ما به یک چالش طولانی مدت تجربی که دانشمندان علوم اعصاب با آخرین فن آوری های نانوتکنولوژی روبرو شده اند، پرداخته ایم و نشان دادیم که یک استراتژی موثر برای تحریک مغزی عمیق مغز با یک بار است بنابراین، دانشمندان علوم اعصاب می توانند از این روش برای تجسم حالت مغز استفاده کنند و سرنخ های جدیدی را کشف کنند که مسیر راهبردهای جدید درمان در برابر اختلالات عصبی مانند بیماری پارکینسون را برطرف کنند. ”

منبع:

موارد ارائه شده توسط دانشگاه ملی سنگاپور