تحولی در اپتوژنتیک با استفاده از نانوذرات مبدل انرژی

طی دهه‌های اخیر، محققان با استفاده از علم اپتوژنتیک موفق به دستکاری ژنتیکی مغز شده‌اند. با این وجود این روش یک چالش اساسی دارد و آن این است که برای دستکاری ژنتیک مغزنیاز دارد تا در آن فیبر نوری کاشته شود.

برای حل این مشکل، محققان دانشگاه استنفورد نانوذراتی مهندسی کردند که می‌تواند امواج اولتراسونیک را به نور تبدیل کند. با این کار دیگر نیاز به کاشت ایمپلنت نیست و به سادگی می‌توان با تزریق نانوذرات به مغز، تنها با اعمال امواج صوتی، نور را در بخش مورد نظر در مغز ایجاد کرد.

گوسونگ هونگ از محققان این پروژه می‌گوید: «سوال ما این بود که آیا می‌توانیم تمام ایمپلنت‌ها را برای تحویل نور به مغز از بین ببریم؟ رویکرد ما جایگزینی یک روش کم تهاجمی بود.»

این گروه برای کمک به حل مشکل کاشت ایمپلنت به سراغ امواج فراصوت رفتند، امواجی که می‌تواند به سادگی از بافت بدن عبور کرده و به مغز برسد. آنها اقدام به تولید نانوذراتی کردند که به عنوان مبدل عمل می‌کند به این شکل که امواج فراصوت را دریافت کرده و آن را به نور با طول موج  مشخص تبدیل می‌کنند.

این گروه تحقیقاتی از ذرات سولفید روی استفاده کردند چرا که این نانوذرات فلورسانس قادراند در اثر فشار اعمال شده، نور تولید کنند. با تقویت نانوذرات سولفید روی با کبالت، این گروه نانوذراتی ساختند که می‌تواند در اثر جذب امواج صوتی ویژه‌ای، نور مورد نظر محققان را تولید کند. این گروه نانوذرات را وارد سیستم گردش خون موش کردند تا نانوذرات بتواند به بخش‌هایی از مغز موش نفوذ کند. نتایج کار نشان داد که این ذرات موفق به ایجاد نور در مغز موش شده‌اند. البته طول عمر این ذرات کم بوده و پژوهشگران به دنبال افزایش طول عمر آنها هستند.

در این آزمایش محققان با استفاده از نانوذرات تقویت شده با کبالت اقدام به دستکاری مغز موش کردند و نشان دادند که موش‌ها می‌توانند پاهای خود را تکان دهند. البته هنوز مسائلی باقی مانده است. برای مثال لازم است که سیستم سونوگرافی به حدی کوچک باشد که بتوان از آن در طیف وسیعی از آزمایش‌ها استفاده کرد.

اگر این مشکلات حل شود، این روش را می‌توان در هر مکان یا زمانی استفاده کرد و دیگر نیاز به کاشت ایمپلنت در بدن نیست.