Ročesterio universiteto mokslininkai pademonstravo neinvazinį metodą, naudojant BL-OG arba bioliuminescencinę optogenetiką, kuris panaudoja šviesą, kad suaktyvintų neuronus smegenyse. Gebėjimas reguliuoti smegenų aktyvaciją gali pakeisti invazines procedūras, tokias kaip gilus smegenų stimuliavimas, naudojamas Parkinsono ligai ir kitoms neurologinėms ligoms gydyti.
Pasak Manuelio Gomezo-Ramirezo, smegenų ir pažinimo mokslų docento ir universiteto Del Monte instituto, šios naujos technikos pranašumas yra tas, kad jis gali suaktyvinti smegenis nenaudojant smegenyse implantuoto prietaiso fizinei šviesai tiekti. už Neuroscience ir vyresnysis tyrimo, kuris pasirodo žurnale, autorius NeuroImage.
„BL-OG yra idealus būdas neinvaziniu būdu atskirti neuronų grandines smegenyse“, – sako Emily Murphy, pirmoji tyrimo autorė ir Haptics Lab vadovė, vadovaujama Gomez-Ramirez. „Vis dar reikia daug sužinoti apie skirtingų smegenų sričių ir neuronų ląstelių tipų struktūrą ir funkcijas, kurios padės suprasti, kaip veikia sveikos smegenys.
Kaip įjungti šviesą be jungiklio
Norint įjungti šviesą smegenyse, mokslininkams reikia kelių įrankių. Pirmasis yra optogenetika, nusistovėjusi tyrimo technika, kuri naudoja šviesą smegenų ląstelėms suaktyvinti arba inaktyvuoti. Kitas įrankis yra bioliuminescencija, ta pati cheminė reakcija, suteikianti ugniagesiui švytėjimą, o tai suteikia šviesos optogenetikai.
Sujungus šiuos įrankius, sukuriama medžiaga, reikalinga BL-OG. Bet kad veiktų, BL-OG vis tiek reikia kažko „įjungti“ šviesą. Organinė medžiaga luciferinas, kartu su bioliuminescencija, sukuria šviesą, kuri suaktyvina optogenetiką ir moduliuoja ląstelių atsaką smegenyse be pjūvio. Ankstesnis Gomez-Ramirez darbas parodė, kad cheminė medžiaga luciferinas yra nekenksmingas organizmui.
Haptics Lab tyrėjai išbandė šį derinį. Jie įdėjo BL-OG į iš anksto nustatytą pelių smegenų sritį. Tada jie suleido luciferiną per gyvūno uodegos veną, kad suaktyvintų tikslines ląsteles smegenyse. Jie nustatė, kad BL-OG poveikis greitai pasireiškia smegenyse, tačiau šis poveikis gali būti kontroliuojamas padidinus luciferino dozę gyvūnui.
„Kokstifikuojama“ bioliuminescencinė optogenetika
„Šios technikos pranašumas yra tas, kad galime suaktyvinti smegenis be kabelio. Yra mažesnė rizika užsikrėsti infekcija ir kitais dalykais, nes tai yra neinvazinis metodas”, – sako Gomezas-Ramirezas.
„Jei norime standartizuoti šią techniką laboratorijoje ir galbūt klinikoje, labai svarbu nustatyti visus svarbius jo naudojimo parametrus. Šios naujausios išvados leidžia mums dabar tiksliai suderinti norimus BL-OG efektus. pagal poreikį ir reikalavimus“.
Tyrėjai taip pat sugebėjo stebėti BL-OG neuromoduliacinį poveikį per bioliuminescencinį aktyvumą – dar vieną galimą šio metodo ypatybę, galinčią padėti suprasti, kaip veikia smegenys.