Descoperirea esențială poate vindeca epilepsia, Parkinson, depresia și durerea cronică

Interpretarea artistului arată nanoparticule radioluminescente cu raze X în creier care emit lumină roșie care declanșează fluxul ionului sodiu (Na +) și potasiu (K +) și, prin urmare, activează neuronii din creier. Credit: Imagine de Haoi Chen / Argon National Laboratory.

Oamenii de știință au descoperit originea metodei de modulare fără fir a neuronilor cu raze X care pot îmbunătăți viața pacienților cu tulburări cerebrale. Sursa de raze X necesită doar o mașină găsită în cabinetul unui dentist.

Mulți oameni din întreaga lume suferă de paralizie cerebrală. Există mai multe relatări decât epilepsie 50 Milion; Vibrații esențiale, 40 Milion; Și boala Parkinson, 10 Milion

Ușurarea pentru cei cu o anumită paralizie cerebrală poate veni într-o zi sub forma unor noi tratamente inventate de cercetătorii Departamentului Energiei din SUA.Cerb) Laboratorul Național Argonne și patru universități. Tratamentul se bazează atât pe succesul opticii, cât și al geneticii. Acest lucru se aplică nu numai tulburărilor cerebrale legate de mișcare, ci și depresiei cronice și durerii.

„Cu ajutorul unui aparat cu raze X mic putem deveni parte a rutinei procedurilor neinvazive de înaltă precizie, care se găsesc de obicei în fiecare cabinet stomatologic” – Elena Rozkova, nanoștiințifică la Centrul Argon pentru Materiale la Scară Nanostatică

Acest nou tratament implică stimularea neuronilor adânci în creier prin nanoparticule injectate care sunt iluminate la expunerea la raze X (nanocontilatoare) și va fi o îndepărtare invazivă a creierului utilizat în prezent.

Metoda noastră neinvazivă de înaltă precizie poate deveni rutină prin utilizarea unui aparat mic cu raze X, care se găsește de obicei în fiecare cabinet stomatologic ”, a declarat Elena Rozkova, autor principal și nanoștiințific la Centrul Argon pentru Materiale la Scară Nanostatică.CNM), A Cerb Biroul Facilității Utilizator Științific.

Atunci când terapia convențională cu medicamente nu este o opțiune, tulburările necesită proceduri neurochirurgicale invazive pentru bolile endoteliale de stimulare a creierului profund. Apoi îl atașează la un cablu prelungitor încălzit cu electrozi electrizați într-o anumită zonă a creierului pentru a stimula neuronii din jur și pentru a controla tendințele anormale.

Omul de știință spano-american Jose Manuel Rodriguez Delgado a arătat faimos stimularea creierului profund la un taur. 1960s “, a declarat Vasily Tissersev, neurolog și coautor al studiului la Universitatea din Maryland.El a fixat un taur de încărcare încărcându-l, trimițând un semnal radio la electrodul implantat. ”

Legate de 15 Acum câțiva ani, oamenii de știință au introdus o tehnologie revoluționară de neuromodulare,Optogenetica ”, care depinde de mutațiile genetice ale neuronilor specifici din creier. Acești neuroni creează un canal ionic sensibil la lumină în creier și astfel răspund la lumina laseră externă. Această procedură necesită cabluri fibropotice foarte subțiri implantate în creier și suferă de adâncimea limitată de penetrare a luminii laser prin țesuturile biologice.

În cazul metodei optogenetice alternative a grupului, nanoscintilatoarele sunt injectate în creier ocolind electrozii implantabili sau cablurile fibropotice. În loc de lasere, acestea înlocuiesc razele X datorită capacității lor mai mari de a trece prin barierele biologice ale țesuturilor.

Nanoparticulele injectate absorb energia cu raze X și o transformă în lumină roșie, care are o adâncime de adâncime semnificativ mai mare decât lumina albastră “, a spus Zhao Chen. CNM Postează doctorand.

Astfel, nanoparticulele acționează ca o sursă de lumină internă care face ca sistemul nostru să funcționeze fără cabluri sau electrozi “, a adăugat Rozkova. Are alte aplicații, de exemplu, probleme cardiace și alți mușchi deteriorați.

Una dintre cheile succesului echipei a fost colaborarea dintre două facilități de talie mondială din Argona: CNM Și surse avansate de argon de fotoni (APS), A Cerb Biroul Facilității Utilizatorului Științific. Lucrările la aceste facilități au început cu sinteza nanosintilatoarelor și caracteristicile mai multor dispozitive. Mai exact, luminescența optică cu raze X a probelor de nanoparticule a fost determinată într-una APS Bimline20-BM). Rezultatele arată că particulele au fost extrem de stabile timp de câteva luni și după expunerea repetată la raze X de intensitate ridicată.

Potrivit lui Zou Finfrock, om de știință APS 20-BM Bimline și surse de lumină canadiene,Au o frumoasă lumină roșie portocalie. “

Ulterior, argon a trimis nanocontrolere pregătite de CNM la Universitatea din Maryland pentru testarea șobolanilor. Echipa Universității din Maryland a efectuat aceste experimente pe o perioadă de două luni folosind un mic aparat portabil cu raze X. Rezultatele au dovedit că metoda a funcționat conform planului. Creierele șobolanilor care au fost modificați genetic pentru a răspunde la lumina roșie astrologică au reacționat la impulsurile de raze X cu unde cerebrale înregistrate în electroencefalogramă.

În cele din urmă, echipa Universității din Maryland a trimis oameni de știință Argon pentru a caracteriza creierul animalului folosind microscopie cu fluorescență cu raze X. Această analiză a fost efectuată de Olga Antipova pe Microbrob Bimline (D-ID-e) A APS Și nanoprozi cu raze X dure pe Zhonghou Kai (26-ID) Administrat în comun CNM Și APS.

Această configurație multi-instrument a făcut posibilă vizualizarea particulelor mici cu super-rezoluție de zeci de nanometri în mediul complex al țesuturilor creierului. Acest lucru permite vizualizarea neuronilor în apropierea locului de injectare la microsistem și foarte departe. Rezultatele au dovedit că nanocontrolerele sunt stabile din punct de vedere chimic și biologic. Acestea nu rătăcesc sau se degradează de la locul injectării.

Pregătirea probelor este crucială pentru acest tip de analiză biologică “, a declarat Antipova, fizician în cadrul departamentului de științe cu raze X.XSD) A APS. Antipova a fost asistată de Qiaoling Jean și Julie Liu, care au pregătit secțiuni ale creierului cu o grosime de câțiva micrometri, ca peștele zebră. Precizie.

Există un nivel puternic de interes comercial în opogenogenetică pentru aplicații medicale ”, a spus Rozkova.În timp ce încă ne aflăm în stadiul dovezii conceptului, prezicem că sistemul nostru wireless în așteptare a brevetului, cu aparate cu raze X mai mici, ar trebui să aibă un viitor mai luminos.

Referințe: „Modulare optogenetică fără fir a neuronilor corticali activată de nanoparticule radioluminescente” Chen, Reha S. Erzurumlu, Huanghao Young și Elena A. Rozkova, 24 februarie 2021, ACS Nano.
DOI: 10.1021 / acsnano.0c10436

Articole similareA apărut în „Modulația optogenetică fără fir a neuronilor corticali activată de nanoparticulele radioluminescente” ACS Nano. Pe lângă Rosekova, Chen, Finfrock, Antipova și Kai, alți scriitori de organe includ Rosemary Wilton. Contribuitorii la universitate includ Vasily Taistarev, Dongi Wang, E Liu, Brandon Gaitan, Yang Tao și Yu Chen de la Universitatea din Maryland, Departamentul de Bioinginerie; Hiroiki Arakuwa și Reha Erzurumlu de la Facultatea de Medicină a Universității din Maryland; Fritz Lischka de la Universitatea de Științe a Sănătății Uniform Services; Brian Hooks de la Departamentul de Neurobiologie, Pittsburgh; Și Huanghao Yang de la Universitatea Fuzhou.

Acest lucru este susținut de cercetare Cerb Biroul de Științe, Institutul Național de Sănătate și Fundația Națională de Știință.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.