Дистанционная стимуляция клеток мозга и управление движениями
Ученые использовали магнитные поля, чтобы активировать небольшую группу клеток мозга и заставить тело двигаться: бежать, вращаться или терять контроль над конечностями. Это можно в будущем использовать для лечения неврологических заболеваний. Рассказываем подробнее:
Команда ученых из Университета штата Нью-Йорк в Буффало, Марбургского университета в Германии и Университета Сантьяго-де-Компостела в Испании активировала три отдельные области мозга мышей, вызывая двигательные реакции. Стимуляция клеток моторной коры заставляла животных бежать, а клеток полосатого тела — вращаться. Когда ученые активировали более глубокую область мозга, мыши потеряли способность двигаться. Использованный метод позволяет воздействовать на точные участки мозга: 100 микрометров в поперечном разрезе, что приблизительно равно толщине человеческого волоса.

Такое воздействие назвали магнитотермической стимуляцией. Ученые изменили ДНК нейронов так, чтобы те выделили ионный канал, чувствительный к температуре. Затем исследователи ввели в область мозга магнитные наночастицы, которые образовали тонкое покрытие вокруг нейронов. Когда на мозг воздействовало внешнее переменное магнитное поле, наночастицы нагревали нейрон. Чувствительные к температуре ионные каналы вызывали электроактивность, проще — нейроны "стреляли".

Раньше для стимуляции нейронов использовали свет. Это требовало имплантации волоконно-оптических кабелей в мозг, тогда как магнитотермическая стимуляция происходит дистанционно. После многократного магнитного воздействия, повреждений на нейронах не нашли.

Магнитотермическая стимуляция дает неврологам возможность дистанционно активировать или деактивировать клетки мозга, чтобы увидеть, как это влияет на физиологию. Сейчас ученые составляют карты нейронных центров, ответственных за поведение и эмоции. Следующий шаг — стимуляция нескольких областей мозга одновременно. Арнд Пралле — ведущий исследователь — уже работает над этим вместе с учеными из Массачусетского университета и Гарвардской медицинской школы. Проект получил грант на $3,5 млн от Национальных институтов здоровья США.

Понимание принципов работы мозга: как разные части взаимодействуют и контролируют поведение — ключ к новым более эффективным методам лечения заболеваний, связанных с травмой или сбоем определенных групп нейронов. В эту категорию попадают, например, болезнь Паркинсона, дистония, периферический паралич. Ученые также не исключают возможность применения магнитотермической стимуляции для лечения депрессии и эпилепсии.
Made on
Tilda