O modalitate mecanică de stimulare a neuronilor Nanodiscurile magnetice pot fi activate de un magnet extern
Nanodiscurile magnetice pot fi activate de un câmp magnetic extern, oferind un instrument de cercetare pentru studierea răspunsurilor neuronale
Pe lângă faptul că răspund la stimulii electrici și chimici, multe dintre celulele neuronale ale corpului pot răspunde și efectelor mecanice, precum presiunea sau vibrațiile. Dar aceste răspunsuri au fost mai dificil de studiat pentru cercetători, deoarece nu a existat nicio metodă ușor de controlat pentru a induce o astfel de stimulare mecanică a celulelor. Acum, cercetătorii de la MIT și din alte părți au găsit o nouă metodă pentru a face exact acest lucru.
Descoperirea ar putea oferi un pas către noi tipuri de tratamente terapeutice, similar cu neurostimularea bazată electric, care a fost utilizată pentru tratarea bolii Parkinson și a altor afecțiuni. Spre deosebire de acele sisteme, care necesită o conexiune externă prin cablu, noul sistem ar fi complet fără contact după o injecție inițială de particule și ar putea fi reactivat după bunul plac printr-un câmp magnetic aplicat extern.
Descoperirea este raportată în jurnalul ACS Nano, într-o lucrare a fostului postdoc MIT Danijela Gregurec, Alexander Senko dr. '19, profesor asociat Polina Anikeeva și alți nouă la MIT, la Boston's Brigham and Women's Hospital și în Spania.
Noua metodă deschide o nouă cale pentru stimularea celulelor nervoase din corp, care până acum s-a bazat aproape în totalitate fie pe căi chimice, prin utilizarea produselor farmaceutice, fie pe căi electrice, care necesită fire invazive pentru a furniza tensiune în corp. . Această stimulare mecanică, care activează căi de semnalizare complet diferite în neuroni, ar putea oferi o zonă semnificativă de studiu, spun cercetătorii.
„Un lucru interesant despre sistemul nervos este că neuronii pot detecta efectiv forțe”, spune Senko. „Așa funcționează simțul tactil și, de asemenea, simțul auzului și echilibrului.” Echipa a vizat un anumit grup de neuroni dintr-o structură cunoscută sub numele de ganglionul rădăcinii dorsale, care formează o interfață între sistemul nervos central și periferic, deoarece aceste celule sunt deosebit de sensibile la forțele mecanice.
Aplicațiile tehnicii ar putea fi similare cu cele dezvoltate în domeniul medicamentelor bioelectronice, spune Senko, dar acestea necesită electrozi care sunt de obicei mult mai mari și mai rigizi decât neuronii care sunt stimulați, limitându-le precizia și uneori deteriorând celulele.
Cheia noului proces a fost dezvoltarea de discuri minuscule cu o proprietate magnetică neobișnuită, care le poate determina să înceapă să fluture atunci când sunt supuse unui anumit tip de câmp magnetic variabil. Deși particulele în sine au doar aproximativ 100 de nanometri lățime, aproximativ o sutime din dimensiunea neuronilor pe care încearcă să le stimuleze, ele pot fi produse și injectate în cantități mari, astfel încât efectul lor colectiv este suficient de puternic pentru a activa presiunea celulei. receptori. „Am realizat nanoparticule care produc de fapt forțe pe care celulele le pot detecta și răspunde”, spune Senko.