Използването на магнитни наночастици може да стимулира мозъчната кора безжично

Изследователи от Масачузетския технологичен институт са разработили метод за стимулиране на мозъчната тъкан, чрез външно магнитно поле, наложена на магнитни наночастици. Тази техника дава възможност за директно стимулиране на неврони без импланти и външни връзки, които могат да бъдат ефективно средство за лечение на различни неврологични заболявания.

Фигурата показва притока на калциеви йони в неврони в резултат на възбуждане с помощта на променливо магнитно поле в присъствието на магнитни наночастици.

Едно проучване, проведено от Алина Anikeeva и нейните асистенти, беше публикувано в списание Science.

Предишните опити за стимулиране на мозъка, използвайки електрически импулси, показали, че са ефективни при намаляване или елиминиране тремор при болестта на Паркинсон. Но този метод е краен при лечението на това заболяване поради високата инвазивността на процедурата (мозъчните имплантирани електроди, които са свързани към външен източник на захранване).

"В бъдеще, нашата технология може да осигури стимулация и мозъчно картографиране без импланти," - казва Полин Anikeeva.

В това проучване, екипът влиза мозъка железен оксид с диаметър на частиците от 22 пМ. Под влияние на външен променливо магнитно поле, което прониква в биологична тъкан, частиците се нагряват. В резултат на това увеличение на местно температура настъпва активиране на нервна тъкан поради термичното стимулиране на капсаицин рецептори. Anikeeva команда използва вирусен доставка на гени за индуциране на чувствителността на отделните неврони на мозъка на топлина.

Наночастиците в неактивно състояние нямат никакво взаимодействие с околните биологичните тъкани, остават в тяхното място на въвеждане, дават възможност за продължително лечение без да е необходимо допълнително инвазивни процедури. Използване на външно променливо магнитно поле стимулиране на се извършва на тези частици. Целта на това изследване, според Anikeeva, беше да се проучи възможността за доставка на стимул за безжична връзка на нервната тъкан и неинвазивен начин.

Това проучване показва, че този подход е възможно, но много остава да бъде изменено, за да приложи този метод в медицинската практика.

Магнитно радиация и прилагане частици са активно изследвани при лечение на рак. Използването на този подход се опитва да унищожи туморните клетки, като ги отопление. Новата техника, разработена от Anikeeva, произхожда от този метод. Използването на калибриране степен на отопление може да се постигне невронална възбуда, без да ги убива.

Екип разработи начини за създаване на частици с точно контролиран размер и форма, за да се максимизира тяхното взаимодействие с магнитно поле, както и устройства за подобряване на неговата доставка в биологична тъкан. Следващата стъпка ще бъде въвеждането на тази технология за клинична употреба при хора, за да разберем по-добре (с използване на невронни записи и поведенчески експерименти) как можете да използвате този метод за идентифициране на възможните странични ефекти от мозъчна тъкан в зоната на възбуждане.