Механично стимулиране на невроните с помощта на магнитни нанодискове

Механично стимулиране на невроните с помощта на магнитни нанодискове | ✅ Д-р Стоян Арнаудов - Ортопед | Травматолог ⭐️

Електрическата стимулация и химическите фармацевтични препарати са двата начина, които лекарите и учените редовно използват за манипулиране на нервните клетки. Химикалите имат своите странични ефекти, забавят се да влязат в сила и обикновено се доставят системно, докато електрическата стимулация обикновено изисква инвазивни проводници, ограничена е в разделителната си способност и е почти невъзможно да се прилага в определени части на мозъка. Сега изследователите от MIT са разработили нов начин за стимулиране на невроните, който може да отвори нови възможности за изследвания и клинична практика.

Със знанието, че невроните са чувствителни към механични сили, включително притискане и вибрация, екипът създава микроскопични наночастици с форма на диск, които могат да бъдат направени да резонират в слабо, но внимателно контролирано магнитно поле. Наночастиците, всяка с ширина около 100 нанометра, могат да бъдат инжектирани масово около невроните и направени да вибрират с външно магнитно поле. Тъй като много от тези частици могат да обграждат отделни неврони, като работят заедно, те могат да генерират достатъчно сила, за да стимулират рецепторите за налягане в нервните клетки.

Рецепторите за налягане са същите като тези, които ни позволяват да чуваме нещата, да имаме усещане за допир и да поддържаме баланс. Те също съществуват в мозъчните клетки и невронните клетки около гръбначния стълб, така че има голям потенциал за използване на този нов подход за невронна стимулация при лечението на Паркинсон, Алцхаймер, хронична болка и други често срещани неврологични състояния.

Новите нанодискове, направени от хематит, железен оксид, които правят това възможно, са нови, тъй като „съдържат вихрова конфигурация на атомни спинове, когато няма приложени външни магнитни полета“, според съобщение на MIT. Дисковете са стабилни в разтвори, когато са извън магнитно поле и само няколко милитесла от магнитното поле, вариращи на няколко херца, водят до това дисковете да променят вътрешните си завъртания, за да се подравнят с равнината на дисковете. С промяната на полето се променя и ориентацията на дисковете, което води до клатушкане.

Изследователите вярват, че техният подход, който не изисква проводници да излизат през тялото и стимулира различни сигнални пътища от електричеството, може да преодолее някои от ограниченията, възпрепятстващи използваните преди това техники.

Образ: Изображение на сканиращ електронен микроскоп на култивирани невронни клетки показва новоразработените нанодискове на екипа (цветна област), разположени по клетъчната повърхност, където те могат да упражнят достатъчно сила, за да предизвикат отговор. С любезното съдействие на изследователите

Публикация в ACS Nano: Магнитните вихрови нанодискове позволяват дистанционно магнитомеханично невронно стимулиране

Чрез: MIT