Ультразвук допоможе контролювати мозок
Останній перегляд: 16.10.2021
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
В одному з відомих наукових видань з'явилася стаття команди вчених, присвячена їх новій роботі - фахівцям вдалося керувати діями круглих черв'яків з особливим геном, впливаючи на них ультразвуком.
Глава наукової групи Стюарт Ібсен з Каліфорнії пояснив, що ультразвукові хвилі низьких частот, поширюючись по тілу, майже не розсіюються, що і відрізняє їх від світла. Така особливість може бути корисною, наприклад, при стимуляції глибоких ділянок головного мозку.
Команда Ібсена змогла управляти діями трансгенних круглих черв'яків за допомогою ультразвукових хвиль і бульбашок повітря, які були присутні в навколишньому черв'яків живильному середовищі.
Вчені змінили геном круглих черв'яків таким чином, що їх нервові клітини стали сприйнятливими до посланим за допомогою ультразвуку командам. Домогтися цього фахівці змогли шляхом введення гена TRP-4 в ДНК черв'яків. У цьому особливому гені міститься певна «керівництво» по збірці молекул незвичайного білка, розташованого на поверхні нейронів, саме він відповідає за сприйняття ультразвуку круглими хробаками і дозволяє управляти їх діями. Такі білки служать своєрідним каналом, через який проходять певні іони (у випадку з хробаками іонні канали відкриваються для кальцію), що і змушує клітини головного мозку активізуватися.
При попаданні ультразвуку на білкові молекули, відбувається відкриття каналу і клітина видає електричний імпульс. Завдяки цьому вчені отримали можливість управляти роботою не тільки окремих клітин, але і всього мозку черв'яків. Крім ультразвуку, впливати на поведінку черв'яків допомагали повітряні бульбашки, на який був нанесений спеціальний жировий шар і фарба. Такі бульбашки допомагали активізувати конкретні нейрони. В результаті ультразвукового впливу вчені змусили хробака рухатися у зворотний бік, повертати під гострим кутом або взагалі не розгортатися.
Подібну методику управління роботою головного мозку назвали соногенетікой і в даний час її можна застосувати тільки відносно черв'яків. Але, за словами вчених цілком можливо пристосувати такий метод не тільки для інших тварин, а й для людини, хоча на шляху до цієї мети досить багато труднощів.
Щоб метод став діяти, необхідно ввести ген TRP-4 в певні клітини організму і бульбашки повітря в систему кровообігу. Фахівці припускають, що така унікальна система допоможе людям з порушеннями в роботі головного мозку, наприклад, при епілепсії.
Зараз вченим залишається перевірити, чи спрацює методика у випадку з ссавцями. В даний час вчений група Ібсена вже приступила до досліджень на гризунах і якщо експерименти пройдуть успішно, соногенетіку можна буде пристосувати і до роботи з людиною. Фахівці впевнені, що зможуть знайти методи «безконтактного» управління клітинами.
До речі, ультразвук вже використовувався вченими для стимуляції роботи головного мозку, його навіть застосовували для лікування деяких захворювань, але група Ібсена стала першою, кому вдалося активізувати окремі клітини ультразвуковими хвилями.