04.10.2011 08:48
Teadlased uurivad võimalusi aju kaugjuhtimiseks
Ameerika teadlased kasutavad elusolendite käitumise
kaugjuhtimise teel kontrollimiseks magnetväljale reageerivaid nanoosakesi.
Buffalo ülikooli teadlased testivad, kas hiire aju
närvirakke on võimalik tillukeste magnetosakeste abil kaugjuhtimise teel
kontrollida. Kui nende tööd peaks saatma edu, on neuroteadlased saanud uue
võimsa tööriista - mitteinvasiivse meetodi tegevuse esilekutsumiseks sügaval
aju sisemuses.
Selline närvirakkude stimuleerimine kaugjuhtimise teel
aitaks teadlastel uurida, kuidas aju keeruline närvirakkude skeem käitumist
kontrollib. See aitaks omakorda paremini mõista konkreetsete närvirakkude
kogumite vigastusi või talitlushäireid ning leida võimalusi raviks. Sellesse
kategooriasse kuuluvad nii traumadest tingitud ajuvigastused kui ka Parkinsoni
tõbi, perifeersed halvatused ja düstooniad, mille puhul tekivad teatud lihaste
tahtmatu kontraktsiooni tõttu ebanormaalsed spasmid või poosid.
Uuringut juhtiva füüsiku Arnd Pralle sõnul pärinesid teadlaste
algsed teadmised aju funktsionaalsete piirkondade kohta patsientidelt, kelle
käitumine muutus pärast mingi ajuosa
toimimise lakkamist kasvaja või traumast tingitud ajukahjustuse tagajärjel.
Võime konkreetseid rakke sisse või välja lülitada ning jälgida selle tulemusel
esinevat muutust looma käitumises võimaldab aga teadlastel uurida närvirakkude
ühenduste tasandil toimuvat.
Siiani on Prallel koos kolleegidega õnnestunud oma
kaugjuhtimise meetodit kasutada kaltsiumikanalite avamiseks, rakukultuuris
neuronite aktiveerimiseks ning isegi tillukese varbussi käitumise
mõjutamiseks.
Nende meetod kasutab magnetväljale reageerivaid
nanoosakesi koos geenitehnoloogiaga. Kõigepealt viiakse kahjutute viiruste abil
looma ajju spetsiaalne DNA-ahel. Uus geneetiline materjal paneb teatud
sihtmärgiks olevad rakud looma spetsiaalset ioonikanalit, mis sisaldab
magnetväljale reageerivate nanoosakeste poolt ära tuntavat retseptorit.
Kui osakesed magnetvälja abil “sisse lülitada”,
aktiveerib soojus ioonikanalid. Need avanevad ja rakku hakkab voogama
kaltsiumiioone, tekitades rakus spetsiifilise reaktsiooni, mille tulemusel
närvirakk edastab närviimpulsi.
Pralle juhitud teadlasterühm planeerib oma meetodit
testida eesajus asuva ja loomade lõhnataju kontrolliva haistesibula
närvirakkude peal. Konkreetselt kavatsevad teadlased testida, kas neil õnnestub
aktiveerida haistesibula närvirakke, mis paneks hiired konkreetset lõhna tundma
isegi siis, kui õhus ei leidu lõhna tekitavaid kemikaale.
Pralle meetod pakub aju uurimisel erilist huvi, sest
magnetväli suudab kudesid läbida neid kahjustamata.
Sama töörühm on varem teinud mitmeid eksperimente nii
rakukultuuride kui ka elusorganismi peal. Selles eksperimendis suunasid nad
nanoosakesed varbussi suu lähedal asuvatele tajurakkudele. Kui alguses roomasid
ussikesed tavaliselt ringi, siis magnetvälja
sisselülitamisel ja nanoosakeste 34 kraadini soojenemisel pööras enamus
neist ringi, et kuumuse eest põgeneda, mis tähendab, et seda meetodit kasutades
saab põhimõtteliselt nende liikumist juhtida.