Ο υπερηχογράφος θα βοηθήσει στον έλεγχο του εγκεφάλου
Τελευταία επισκόπηση: 16.10.2021
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Σε μία από τις γνωστές επιστημονικές δημοσιεύσεις εμφανίστηκε ένα άρθρο από μια ομάδα επιστημόνων που αφιερώθηκε στο νέο τους έργο - οι ειδικοί κατόρθωσαν να ελέγξουν τις ενέργειες των κυκλικών σκουληκιών με ένα ειδικό γονίδιο, που τους επηρέασε με υπερηχογράφημα.
Ο επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας Stuart Ibsen από την Καλιφόρνια εξήγησε ότι τα υπερηχητικά κύματα χαμηλών συχνοτήτων, που διαδίδονται μέσω του σώματος, σχεδόν δεν είναι διάσπαρτα, τα οποία τα διακρίνουν από το φως. Αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να είναι χρήσιμο, για παράδειγμα, όταν διεγείρει βαθιά τμήματα του εγκεφάλου.
Η ομάδα του Ibsen ήταν σε θέση να ελέγξει τις ενέργειες των διαγονιδιακών κυκλικών σκουληκιών με τη βοήθεια υπερηχητικών κυμάτων και φυσαλίδων αέρα που υπήρχαν στο σκουλήκι που περιβάλλει το θρεπτικό μέσο.
Οι επιστήμονες έχουν αλλάξει το γονιδίωμα των κυκλικών σκουληκιών με τέτοιο τρόπο ώστε τα νευρικά τους κύτταρα να γίνονται επιρρεπή σε εντολές που έχουν αποσταλεί με υπερήχους. Για να επιτευχθεί αυτό, οι ειδικοί μπόρεσαν να εισαγάγουν το γονίδιο TRP-4 σε σκώληκες DNA. Σε αυτό το συγκεκριμένο γονίδιο περιέχει ορισμένες «οδηγό» για τη συναρμολόγηση των ασυνήθιστων μορίων πρωτεΐνης που βρίσκεται επί της επιφανείας των νευρώνων, είναι υπεύθυνη για την αντίληψη των νηματωδών υπερήχων και μπορεί να ελέγξει τις ενέργειές τους. Τέτοιες πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως ένα είδος καναλιού μέσω του οποίου περνούν ορισμένα ιόντα (στην περίπτωση των σκουληκιών, τα κανάλια ιόντων ανοικτά για το ασβέστιο), που προκαλεί την ενεργοποίηση των εγκεφαλικών κυττάρων.
Όταν ο υπερηχογράφος χτυπά τα μόρια πρωτεΐνης, ανοίγει το κανάλι και το κύτταρο εκπέμπει ηλεκτρική ώθηση. Χάρη σε αυτό, οι επιστήμονες μπόρεσαν να ελέγξουν το έργο όχι μόνο μεμονωμένων κυττάρων, αλλά ολόκληρου του εγκεφάλου των σκουληκιών. Εκτός από τον υπέρηχο, οι φυσαλίδες αέρα, στις οποίες εφαρμόστηκε ειδική στιβάδα λίπους και χρώματος, επηρέασαν τη συμπεριφορά των σκουληκιών. Τέτοιες φυσαλίδες συνέβαλαν στην ενεργοποίηση συγκεκριμένων νευρώνων. Ως αποτέλεσμα του υπερηχογραφήματος, οι επιστήμονες ανάγκασαν τον σκουλήκι να κινηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση, να γυρίσει σε οξεία γωνία ή να μην ξεδιπλώσει καθόλου.
Μια παρόμοια μέθοδος ελέγχου της λειτουργίας του εγκεφάλου ονομάστηκε sonogenetics και επί του παρόντος μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε σκουλήκια. Ωστόσο, σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι δυνατόν να προσαρμοστεί αυτή η μέθοδος όχι μόνο σε άλλα ζώα, αλλά και σε ανθρώπους, αν και υπάρχουν πολλές δυσκολίες στο δρόμο προς αυτόν τον στόχο.
Για να λειτουργήσει η μέθοδος, είναι απαραίτητο να εισαχθεί το γονίδιο TRP-4 σε ορισμένα κύτταρα του σώματος και φυσαλίδες αέρα στο κυκλοφορικό σύστημα. Οι ειδικοί προτείνουν ότι ένα τέτοιο μοναδικό σύστημα θα βοηθήσει τα άτομα με αναπηρίες στον εγκέφαλο, για παράδειγμα, με επιληψία.
Τώρα οι επιστήμονες πρέπει να ελέγξουν εάν η τεχνική λειτουργεί στην περίπτωση των θηλαστικών. Προς το παρόν, η ομάδα Ibsen έχει ήδη ξεκινήσει έρευνα για τα τρωκτικά και αν τα πειράματα είναι επιτυχημένα, τα ηωογενετικά μπορούν να προσαρμοστούν για να συνεργαστούν με τους ανθρώπους. Οι ειδικοί είναι βέβαιοι ότι θα είναι σε θέση να βρουν μεθόδους διαχείρισης των "ανέπαφων" κυττάρων.
Παρεμπιπτόντως, ο υπερηχογράφος έχει ήδη χρησιμοποιηθεί από επιστήμονες για να τονώσει τον εγκέφαλο, χρησιμοποιήθηκε ακόμη και για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών, αλλά η ομάδα Ibsen ήταν η πρώτη που κατάφερε να ενεργοποιήσει μεμονωμένα κύτταρα με υπερηχητικά κύματα.