Ultraljud hjälper till att styra hjärnan
Senast recenserade: 16.10.2021
Allt iLive-innehåll är mediekontrollerat eller faktiskt kontrollerat för att säkerställa så mycket faktuell noggrannhet som möjligt.
Vi har strikta sourcing riktlinjer och endast länk till välrenommerade media webbplatser, akademiska forskningsinstitut och, när det är möjligt, medicinsk peer granskad studier. Observera att siffrorna inom parentes ([1], [2] etc.) är klickbara länkar till dessa studier.
Om du anser att något av vårt innehåll är felaktigt, omodernt eller på annat sätt tveksamt, välj det och tryck på Ctrl + Enter.
I en av de välkända vetenskapliga publikationerna framkom en artikel av ett team av forskare som ägnade sig åt sitt nya arbete - specialister lyckades styra runda maskers handlingar med en speciell gen som påverkar dem med ultraljud.
Chefen för den vetenskapliga gruppen Stuart Ibsen från Kalifornien förklarade att ultraljudsvågor med låga frekvenser, som sprider sig genom kroppen, är nästan inte utspridda, vilket skiljer dem från ljus. Denna funktion kan vara användbar, till exempel när man stimulerar djupa delar av hjärnan.
Ibsens lag kunde styra de transgena runda ormens handlingar med hjälp av ultraljudsvågor och luftbubblor som var närvarande i ormen kring näringsmediet.
Forskare har förändrat genomet av rundormer på ett sådant sätt att deras nervceller blir mottagliga för ultraljuds-sända kommandon. För att uppnå detta kunde specialister introducera genen TRP-4 i DNA-maskar. Denna speciella gen innehåller en viss "guide" för montering av molekyler av ett ovanligt protein som ligger på ytan av neuroner, det är han som är ansvarig för uppfattningen av ultraljud av rundormer och tillåter att styra sina handlingar. Sådana proteiner tjänar som en slags kanal genom vilken vissa joner passerar (i fråga om maskar, jonkanalerna är öppna för kalcium), vilket gör att hjärncellerna blir mer aktiva.
När ultraljud träffar proteinmolekylerna, öppnar kanalen och cellen avger en elektrisk impuls. Tack vare detta kunde forskare styra arbetet med inte bara enskilda celler, utan hela hjärnan av maskar. Förutom ultraljud påverkades luftbubblorna, på vilka ett speciellt fettlager och färg applicerades, påverkan på maskarnas beteende. Sådana bubblor bidrog till att aktivera specifika neuroner. Som en följd av ultraljudet tvingade forskarna masken att röra sig i motsatt riktning, att vända sig i en spetsig vinkel eller inte att utvecklas alls.
En liknande metod för att kontrollera hjärnans funktion kallades sonogenetik och kan för närvarande endast appliceras på maskar. Men enligt forskare är det möjligt att anpassa denna metod inte bara till andra djur utan också till människor, även om det finns många svårigheter på vägen mot detta mål.
För att metoden ska fungera är det nödvändigt att introducera TRP-4-genen i vissa celler i kroppen och luftbubblorna i cirkulationssystemet. Specialister föreslår att ett sådant unikt system kommer att hjälpa personer med funktionshinder i hjärnan, till exempel med epilepsi.
Nu måste forskare kontrollera om tekniken fungerar när det gäller däggdjur. Ibsen-gruppen har för närvarande påbörjat forskning om gnagare och om experimenten lyckas kan sonogenetik anpassas för att arbeta med människor. Experter är säkra på att de kommer att kunna hitta metoder för "kontaktlös" cellhantering.
Förresten har ultraljud redan använts av forskare för att stimulera hjärnan, det var till och med van vid behandling av vissa sjukdomar, men Ibsen-gruppen var den första som lyckades aktivera enskilda celler med ultraljudsvågor.