Исследователи разработали новую технологию стимуляции клеток мозга, при которой их активность регулируется с помощью микроскопических магнитных частиц. Открытие ляжет в основу новых неинвазивных методов лечения неврологических расстройств.
Астроциты/ © Wikimedia Commons
Ученые из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) разработали новую технологию, получившую название «магнитомеханическая стимуляция». Они использовали микроскопические магнитные частицы для дистанционного управления клетками мозга с помощью магнита, размещенного вне организма. Такая стимуляция позволяет активировать астроциты — клетки нейроглии, вспомогательной ткани мозга. По мнению ученых, их открытие, результаты которого опубликованы в журнале Advanced Science, позволит создать новые неинвазивные методы лечения неврологических заболеваний.
Астроциты выполняют в головном мозге множество функций. В том числе они обеспечивают нейронам механическую опору, регулируют обмен питательными веществами между клетками мозга, модулируют активность нейронных цепей, формируют гематоэнцефалический барьер, а иногда, при травмах, могут даже превращаться в нейроны.
Возможность контролировать астроциты с помощью магнитного поля дает исследователям новый инструмент изучения функций этих клеток как в здоровом, так и в больном организме. Это важно для разработки новых методов лечения различных неврологических расстройств, в том числе инсульта и эпилепсии.
Ученые нанесли на поверхность микроскопических магнитных частиц антитела, специфически связывающиеся с астроцитами. В экспериментах исследователи вводили частицы в нужную область мозга крысы с помощью инъекции. При воздействии магнита, расположенного рядом с головой животного, частицы, прикрепившиеся к астроцитам, оказывали на них механическое воздействие, которое приводило к их активации.
В отличие от других способов управления активностью нейронов, таких как оптогенетика, хемогенетика или акустогенетика, магнитомеханическая стимуляция не требует внедрения в нейроны генов специфичных белков. Эта потребность в генетической модификации была основным препятствием на пути к клиническому применению таких методов.
Еще одно несомненное преимущество магнитомеханической стимуляции заключается в том, что магниты светятся во время МРТ-сканирования, поэтому их местоположение в организме можно отслеживать и контролировать, направляя в те области мозга, где необходимо произвести воздействие. Это делает новую технологию многообещающей альтернативой инвазивным процедурам, которые используются сейчас для глубокой стимуляции мозга и требуют введения в мозг электронов.
