Dobrze zapowiadające się sztuczne komórki nerwowe
Naukowcy ze Szwecji dokonują przełomu w dziedzinie komunikacji komórek nerwowych, tworząc pierwszą sztuczną komórkę nerwową zdolną do komunikacji z komórkami nerwowymi człowieka. Badania te pozwolą pogłębić wiedzę na temat patofizjologii, molekularnych celów i metod leczenia różnych zaburzeń układu nerwowego, takich jak choroba Parkinsona. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Materials. Dotąd naukowcy stymulowali sygnały nerwowe w układzie nerwowym stosując metody oparte na pobudzeniu elektrycznym. Na przykład implanty ślimakowe umieszcza się chirurgicznie w ślimaku, który znajduje się w uchu środkowym, podłączając bezpośrednio do mózgu elektrody. Tymczasem naukowcy z Instytutu Karolińskiego i Uniwersytetu w Linköping w Szwecji odkryli, że ta metoda powoduje aktywację wszystkich typów komórek w obszarze elektrody, co w najlepszym wypadku przynosi nijaki wynik. "Bezpośredni interfejs elektryczny boryka się z pewnymi nieodłącznymi problemami takimi jak niemożność rozróżniania typów komórek" - jak wynika z badań. "Pojawia się więc zapotrzebowanie na nowatorskie urządzenia, które stworzą interfejs konkretnie z komórkami nerwowymi." W ramach ostatnich badań naukowcy opracowali nowy typ "elektrody przekaźnikowej", wykorzystując tworzywo sztuczne przewodzące prąd elektryczny. Elektroda przekaźnikowa uwalnia neuroprzekaźniki, które komórki mózgowe wykorzystują do naturalnej komunikacji. "Demonstrujemy organiczne urządzenie elektroniczne zdolne do precyzyjnego przekazywania neuroprzekaźników in vitro oraz in vivo. Przetwarzając elektroniczne adresowanie w przekaz neuroprzekaźnikowy, urządzenie naśladuje synapsę" - czytamy w artykule. Zespół również wykazał, że elektroda przekaźnikowa może być wykorzystywana do kontroli funkcji słuchu w mózgu świnki morskiej. "Umiejętność dostarczenia dokładnych dawek neuroprzekaźników otwiera zupełnie nowe możliwości korygowania systemów sygnalizujących, które w wielu schorzeniach neurologicznych działają wadliwie" - wyjaśnia kierownik badań, profesor Agneta Richter-Dahlfors z Wydziału Fizjologii i Farmakologii Instytutu Karolińskiego w Szwecji. Zdaniem naukowców "przekaz jest realizowany przy minimalnych zakłóceniach fizjologicznych, gdyż sygnały elektroniczne są przekładane na transport jonów przy braku przepływu płynu". Następnym krokiem będzie opracowanie małego urządzenia, które można wszczepić do organizmu. Według profesor Richter-Dahlfors i jej koleżanki profesor Barbary Canlon, to urządzenie może być programowalne, aby umożliwić elastyczne uwalnianie neuroprzekaźników (tj. tak często lub tak rzadko jak jest to konieczne) w przypadku danego pacjenta. Innowacyjna technologia przyniesie korzyści chorym cierpiącym na różne choroby, w tym epilepsję i utratę słuchu. "Dzięki wykazaniu możliwości przekładania elektronicznych sygnałów adresowania, poprzez neuroprzekaźniki sygnalizujące, na odpowiedzi pnia mózgu, technologia ta ustanawia nowy paradygmat interfejsu maszyna-mózg" - napisali autorzy. "Odkrycia te są wielkim krokiem naprzód w łączeniu biologii z technologią i zapowiadają dalszą symbiozę elektroniki z żywymi układami."
Kraje
Szwecja
