ساخت سوئیچی که می تواند نرون های مغز را کنترل کند

تاریخ : ۰۱ شهریور ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۳۴۹

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

پژوهشگران سوئیچ حاوی نانومواد ساختند که با استفاده از نور مادون قرمز نزدیک فعالیت مغز و قلب را تعدیل می کند.

دانشمندان به تازگی از ذرات با قطر کمتر از 500 نانومتر برای تعدیل فعالیت الکتریکی در نورون‌های مغز و سلول‌های عضلانی قلب استفاده کرده‌اند. این فناوری غیر ژنتیکی که فعالیت سلول‌های تحریک‌پذیر را از طریق نور تعدیل می‌کند، یک روش حداقل تهاجمی برای کنترل فعالیت سلولی ارائه می دهد و ممکن است به عنوان ابزاری ارزشمند در علوم عصبی نانو و مهندسی نانو عمل کند.

این یافته ها در قالب مقاله‌ای با عنوان "مدولاسیون برگشت پذیر فتوترمال فعالیت الکتریکی سلول‌های تحریک پذیر با استفاده از نانوذرات پلی دوپامین" در مجله Advanced Materials منتشر شده است. حمایت مالی این پروژه نیز از سوی دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی و موسسات ملی بهداشت (NIH) انجام شد.

محققان به سرپرستی سینگاماننی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس برای توسعه این فناوری غیرتهاجمی از نانوذرات پلی دوپامین (PDA) نور مادون قرمز نزدیک برای جلوگیری از فعالیت الکتریکی مغز استفاده کردند. نانوذرات PDA با بار منفی به صورت انتخابی به سطح سلول‌ها مانند سلولهای عصبی یا سلول‌های عضلانی متصل می شوند و گرمای نور مادون قرمز نزدیک را جذب می کنند. سپس این گرما به سلول‌ها منتقل می‌شود و از فعالیت الکتریکی آنها جلوگیری می‌کند.

سینگاماننی می گوید: «ما نشان دادیم که می توانیم فعالیت این نورون ها را مهار کرده و آنها را نه تنها روشن و خاموش، بلکه به صورت درجه بندی شده متوقف کنیم. با کنترل شدت نور، می توانیم فعالیت الکتریکی نورون‌ها را کنترل کنیم. هنگامی که تابش را متوقف کردیم، می توانیم آنها را کاملاً بدون هیچ آسیبی به حالت قبل برگردانیم.»

مزیت استفاده از نانوذرات PDA برای تعدیل فعالیت سلولی این است که آنها بسیار زیست سازگار و زیست تخریب‌پذیر هستند که این نانوذرات را به ابزاری مناسب برای استفاده در آزمایش در محیط آزمایشگاه یا موجودات زنده تبدیل می کند.

سینگاماننی می گوید: «وقتی خامه را روی قهوه داغ می ریزید، طی فرآیند انتشار حل می‌شود و به قهوه خامه‌ای تبدیل می شود. این کار شبیه فرایندی است که ورود یون ها به درون و خارج سلول های عصبی را کنترل می‌کند. انتشار به دما بستگی دارد، بنابراین اگر کنترل خوبی روی حرارت داشته باشید، میزان انتشار نزدیک به نورون ها را کنترل می کنید. این به نوبه خود بر فعالیت الکتریکی سلول تأثیر می ‌ذارد. این مطالعه این مفهوم را نشان می‌دهد که اثر نور‌گرمایی ، یعنی تبدیل نور به گرما، در مجاورت نورون‌های دارای برچسب نانوذرات می‌تواند به عنوان راهی برای کنترل نورون‌های خاص از راه دور مورد استفاده قرار گیرد.»

 نانوذرات پلی دوپامین در سطح سلول‌های عصبی فعالیت عصبی را از طریق گرما و از نور مادون قرمز نزدیک ساطع شده، تعدیل می کند.  سینگاماننی می گوید: «با وجود تعداد زیادی از آنها در حجم کم، نور سریع‌تر به گرما منتقل می‌شود و کنترل موثرتری بر سلول‌های عصبی مورد نظر ما می شود.نیازی نیست از تابش شدید استفاده کنید.»

 

منبع : https://www.genengnews.com/news/nanomaterial-dimmer-switch-modulates-brain-and-heart-cell-activity-using-near-infrared-light/

نظر شما