Znanstvenici koriste magnetizam kako bi aktivirali sitnu grupu stanica u mozgu, i na taj na\u010din izazvali tjelesne pokrete poput tr\u010danja, rotiranja i gubitka kontrole nad udovima – postignu\u0107e koje bi moglo dovesti do napretka u prou\u010davanju i tretiranju neurolo\u0161kih bolesti.<\/p>\n
Tehnika koju su znanstvenici razvili naziva se magneto-termalna stimulacija. Ona pru\u017ea neuroznanstvenicima mo\u0107an novi alat: udaljeni, minimalno invazivan na\u010din za poticanje aktivnosti duboko unutar mozga, pale\u0107i i gase\u0107i odre\u0111ene stanice kako bi prou\u010dili na koji na\u010din ove promjene utje\u010du na fiziologiju.<\/p>\n
“Mnogo se truda i rada ula\u017ee u mapiranje neuronskih krugova koji kontroliraju pona\u0161anje i emocije”, rekao je voditelj istra\u017eivanja Arnd Pralle, doktor znanosti i profesor fizike sa Sveu\u010dili\u0161ta Buffalo. “Kako radi ra\u010dunalo na\u0161ega uma? Tehnika koju smo razvili mogla bi nam uvelike pomo\u0107i u ovim naporima.”<\/p>\n
Razumijevanje na\u010dina na koji funkcionira mozak – kako razli\u010diti dijelovi organa komuniciraju jedan s drugim i kontroliraju pona\u0161anje – klju\u010d je za razvoj terapija za bolesti koje uklju\u010duju ozljedu ili o\u0161te\u0107enje odre\u0111enog seta neurona. Traumati\u010dne ozljede mozga, Parkinsonova bolest, distonija i periferna paraliza upadaju u ovu kategorije.<\/p>\n
Napredak koji je objavio tim znastvenika pod vodstvom dr. Prallea mogao bi biti relevantan i za znanstvenike koji \u017eele tretirati oboljenja poput depresije i epilepsije izravno kroz stimulaciju mozga.<\/p>\n
Studija, koja je obavljena na mi\u0161evima, objavljena je prije tjedan dana u \u010dasopisu eLife.<\/em><\/p>\n Magneto-termalna stimulacija uklju\u010duje kori\u0161tenje magnetskih nano\u010destica pri stimualciji neurona koji su opremljeni ionskim kanalima osjetljivim na temperaturu. Mo\u017edane stanice se pale kad se nano\u010destice zagriju vanjskim magnetskim poljem, uzrokuju\u0107i otvaranje kanala.<\/p>\n Ciljanje vrlo specifi\u010dnih regija mozga<\/strong><\/p>\n Kod mi\u0161eva, Pralleov tim uspje\u0161no je aktivirao tri razli\u010dite regije mozga i inducirao odre\u0111ene motori\u010dke funkcije.<\/p>\n Stimuliranje stanica u motori\u010dkom korteksu nagnalo je mi\u0161eve na tr\u010danje, a stimulacija stanica u striatumu uzrokovala je okretanje mi\u0161eva. Kada su znanstvenici aktivirali dublju mo\u017edanu regiju, mi\u0161evi su se smrznuli i nisu mogli pomicati udove.<\/p>\n “Kori\u0161tenje ove metode omogu\u0107ava ciljanje vrlo male grupe stanica, podru\u010dje veli\u010dine oko 100 mikrometara, \u0161to je jednako \u0161irini jedne vlasi ljudske kose”, rekao je Pralle.<\/p>\n Kako magneto-termalna stimulacija funkcionira<\/strong><\/p>\n Magneto-termalna stimulacija omougu\u0107uje znanstvenicima da koriste zagrijane, magnetske nano\u010destice pri aktivaciji pojedina\u010dnih neurona u mozgu.<\/p>\n Evo kako to funkcionira: Prvo, znanstvenici se koriste geneti\u010dkim in\u017einjeringom kako bi uveli poseban lanac DNK u ciljane neurone, \u0161to uzrokuje da ove stanice proizvedu ionski kanal koji se aktivira toplinom. Zatim se u isto podru\u010dje mozga ubrizgaju posebno dizajnirane magnetske nano\u010destice koje se pri\u010dvste za povr\u0161inu ciljanih neurona, formiraju\u0107i tanak pokrovni sloj poput sloja luka.<\/p>\n Kada se na mozak primjenjuje izmjeni\u010dno magnetsko polje, magnetizacija \u010destica se pokre\u0107e silovitom brzinom i generira toplinu koja zagrijava ciljane stanice. Ovo otvara ionske kanale, \u0161to poti\u010de neurone na paljenje.<\/p>\n \u010cestice koje su znanstvenici koristili u studiji sastoje se od kobalt-feritne jezgre okru\u017eene omota\u010dem od mangana-ferita.<\/p>\n Prednost pred drugim metodama poput optogenetike<\/strong><\/p>\n Pralle radi na unaprje\u0111enju magneto-termalne stimulacije du\u017ee od desetlje\u0107a. Ve\u0107 otprije je poznata njegova demonstracija korisnosti ove tehnike pri aktiviranju neurona u Petrijevoj zdjelici, a zatim u kontroliranju pona\u0161anja C. elegans<\/em>, si\u0107u\u0161nog obli\u0107a.<\/p>\n Pralle tvrdi da magneto-termalna stimulacija ima neke prednosti u odnosu na druge metode stimuliranja dubokih podru\u010dja mozga.<\/p>\n Jedna od najpoznatijih tehnika, optogenetika, koristi se svjetlom umjesto magnetizmom i toplinom pri aktivaciji stanica. Ali optogeneti\u010dka tehnika obi\u010dno zahtijeva usa\u0111ivanje sitnih kablova od opti\u010dkih vlakana u mozak, dok se magneto-termalna stimulacija radi na daljinu, i manje je invazivna, ka\u017ee Pralle. Dodaje i da naciljani neuroni nisu pokazivali znakove o\u0161te\u0107enja \u010dak ni kad su u mozgovima mi\u0161eva bili stimulirani vi\u0161e puta.<\/p>\n Idu\u0107i korak u istra\u017eivanju bit \u0107e kori\u0161tenje magneto-termalne stimulacije u aktiviranju – i uti\u0161avanju – vi\u0161estrukih regija mi\u0161jeg mozga istovremeno. Pralle na ovome projektu sura\u0111uje sa znanstvenicom Polinom Anikeevom s MIT-a i Medicinskom \u0161kolom na Hardvardu. Tim je dobio 3,5 milijuna dolara potpore od strane nacionalnih instituta za zdravlje kako bi nastavili s istra\u017eivanjima.<\/p>\n Studiju objavljena u \u010dasopisu eLife<\/em> financirali su Nacionalni institut za mentalno zdravlje i HFSP.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Znanstvenici koriste magnetizam kako bi aktivirali sitnu grupu stanica u mozgu, i na taj na\u010din izazvali tjelesne pokrete poput tr\u010danja, rotiranja i gubitka kontrole nad udovima – postignu\u0107e koje bi moglo dovesti do napretka u prou\u010davanju i tretiranju neurolo\u0161kih bolesti. Tehnika koju su znanstvenici razvili naziva se magneto-termalna stimulacija. Ona pru\u017ea neuroznanstvenicima mo\u0107an novi alat: […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16366],"tags":[17400,16493,19467,17385,16610,16975],"class_list":["post-21041210","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-neuroznanost","tag-magnetizam","tag-mozak","tag-nanotehnologija","tag-neuroni","tag-paraliza","tag-parkinson"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21041210","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21041210"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21041210\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21041210"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21041210"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21041210"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}