MY.UAНовини
Вчені розробили новий спосіб лікування мозку
Вчені розробили новий спосіб лікування мозку

Вчені розробили новий спосіб лікування мозку

Ці пристрої можуть служити цінними інструментами для біомедичних досліджень і можуть мати потенціал для клінічного застосування в майбутньому. Дослідники Массачусетського технологічного інституту повідомляють, що нові магнітні нанодиски можуть забезпечити набагато менш інвазивний спосіб стимуляції частин мозку, прокладаючи шлях до стимуляційної терапії без імплантатів або генетичної модифікації.

Вчені передбачають, що крихітні диски розміром близько 250 нанометрів (приблизно 1/500 ширини людської волосини) будуть вводитися безпосередньо в потрібне місце в мозку. Звідти їх можна було активувати в будь-який час, просто застосувавши магнітне поле поза тілом. Нові частинки можуть швидко знайти застосування в біомедичних дослідженнях і, зрештою, після достатнього тестування, можуть бути застосовані для клінічного використання.

Розробка цих наночастинок описана в журналі Nature Nanotechnology, у статті Поліни Анікеєвої, професора факультету матеріалознавства та інженерії та мозку та когнітивних наук Массачусетського технологічного інституту, аспіранта Є Джи Кіма та 17 інших співробітників Массачусетського технологічного інституту та Німеччини. .

Глибока стимуляція мозку (DBS) — це поширена клінічна процедура, яка використовує електроди, імплантовані в цільові області мозку, для лікування симптомів неврологічних і психіатричних захворювань, таких як хвороба Паркінсона та обсесивно-компульсивний розлад. Незважаючи на його ефективність, хірургічні труднощі та клінічні ускладнення, пов’язані з DBS, обмежують кількість випадків, коли така інвазивна процедура є виправданою. Нові нанодиски можуть забезпечити набагато більш щадний спосіб досягнення тих же результатів.

Попередні проблеми з неінвазивними методами стимуляції

За останнє десятиліття були розроблені інші методи стимуляції мозку без імплантатів. Однак ці підходи часто були обмежені їхньою просторовою роздільною здатністю або здатністю націлюватися на глибокі регіони. Протягом останнього десятиліття група Біоелектроніки Анікєєвої, а також інші в цій галузі використовували магнітні наноматеріали для перетворення дистанційних магнітних сигналів у стимуляцію мозку. Однак ці магнітні методи ґрунтуються на генетичних модифікаціях і не можуть бути використані на людях.

Оскільки всі нервові клітини чутливі до електричних сигналів, Кім, аспірант групи Анікєєвої, висунув гіпотезу, що магнітоелектричний наноматеріал, який може ефективно перетворювати намагніченість в електричний потенціал, може запропонувати шлях до дистанційної магнітної стимуляції мозку. Однак створення нанорозмірного магнітоелектричного матеріалу було величезним викликом.

Читайте також -  Дослідження виявило зв’язок між депресією та температурою тіла

Кім синтезував нові магнітоелектричні нанодиски та співпрацював з Ноа Кентом, постдоктором у лабораторії Анікєєвої з досвідом фізики, який є другим автором дослідження, щоб зрозуміти властивості цих частинок.

Структура нових нанодисків складається з двошарового магнітного ядра і п’єзоелектричної оболонки. Магнітне осердя є магнітострикційним, тобто змінює форму під час намагнічування. Потім ця деформація викликає деформацію в п’єзоелектричній оболонці, яка створює різну електричну поляризацію. Завдяки комбінації двох ефектів ці композитні частинки можуть доставляти електричні імпульси нейронам під впливом магнітних полів.Переваги дискової форми в ефективності стимуляції

Одним із ключових факторів ефективності дисків є їх форма. У попередніх спробах використання магнітних наночастинок використовувалися сферичні частинки, але магнітоелектричний ефект був дуже слабким, каже Кім. Ця анізотропія посилює магнітострикцію більш ніж у 1000 разів, додає Кент.

Команда спочатку додала свої нанодиски до культивованих нейронів, що дозволило потім активувати ці клітини за потреби короткими імпульсами магнітного поля. Ця стимуляція не потребувала жодної генетичної модифікації.

Потім вони ввели маленькі краплі розчину магнітоелектричних нанодисків у певні ділянки мозку мишей. Потім просте ввімкнення відносно слабкого електромагніту поблизу призвело до того, що частинки випустили невеликий поштовх електрики в цій області мозку. Стимуляцію можна вмикати та вимикати дистанційно за допомогою електромагніту. Ця електрична стимуляція «вплинула на активність нейронів і поведінку», — каже Кім.

Команда виявила, що магнітоелектричні нанодиски можуть стимулювати глибоку область мозку, вентральну тегментальну область, яка пов’язана з почуттям винагороди.

Команда також стимулювала іншу область мозку, субталамічне ядро, пов’язане з руховим контролем. «Це регіон, де зазвичай імплантують електроди для лікування хвороби Паркінсона», — пояснює Кім. Дослідники змогли успішно продемонструвати модуляцію управління двигуном через частинки. Зокрема, вводячи нанодиски лише в одну півкулю, дослідники могли індукувати обертання у здорових мишей, застосовуючи магнітне поле.

Покращена точність і безпека порівняно зі звичайними імплантатами

Нанодиски можуть викликати нейрональну активність, яку можна порівняти зі звичайними імплантованими електродами, що забезпечують легку електричну стимуляцію. Автори досягли субсекундної тимчасової точності нейронної стимуляції за допомогою свого методу, але спостерігали значно знижені відповіді сторонніх тіл порівняно з електродами, потенційно дозволяючи ще безпечнішу глибоку стимуляцію мозку.

Читайте також -  Вчені розробили нанорозмірний датчик для виявлення раку легенів

Багатошаровий хімічний склад, фізична форма та розмір нових багатошарових нанодисків зробили можливим точне стимулювання.У той час як дослідники успішно посилили магнітострикційний ефект, друга частина процесу, перетворення магнітного ефекту в електричний вихід, все ще потребує додаткової роботи, каже Анікєєва. Хоча магнітний відгук був у тисячу разів сильнішим, перетворення в електричний імпульс було лише в чотири рази більшим, ніж у звичайних сферичних частинок.

«Це значне підвищення в тисячу разів не повністю перетворилося на магнітоелектричне посилення», — каже Кім. «Саме на цьому буде зосереджено багато майбутньої роботи, щоб переконатися, що тисячократне посилення в магнітострикції можна перетворити на тисячократне посилення в магнітоелектричному зв’язку».

Те, що команда виявила, з точки зору того, як форми частинок впливають на їх магнітострикцію, було досить несподіваним. «Це щось нове, що з’явилося, коли ми намагалися з’ясувати, чому ці частинки працюють так добре», — каже Кент.

Анікєєва додає: «Так, це рекордна частинка, але вона не така рекордна, як могла б бути». Це залишається темою для подальшої роботи, але команда має ідеї щодо подальшого прогресу.

Хоча ці нанодиски в принципі вже можуть бути застосовані для фундаментальних досліджень на тваринних моделях, щоб перевести їх у клінічне використання на людях, знадобиться ще кілька кроків, у тому числі широкомасштабні дослідження безпеки, «а це те, що академічні дослідники не обов’язково мають найкращі позиції. робити», – каже Анікєєва. «Коли ми виявимо, що ці частинки справді корисні в конкретному клінічному контексті, тоді ми уявимо, що буде шлях, за яким вони пройдуть більш суворі великі дослідження безпеки на тваринах».

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
В США объявили, чем закончится война в Украине
Известия Киев
2024-10-24T17:50:30Z
Стало известно, что сделает Путин во время выборов в США или сразу после них
Comments UA
2024-11-03T13:33:40Z
"Это реально": военные США оценили план Зеленского по передаче ракет Tomahawk
Фокус
2024-10-30T19:27:58Z
Как НАТО может ответить на отправку солдат КНДР на войну против Украины: СМИ узнали детали
Comments UA
2024-10-25T13:12:19Z
У США есть план капитуляции Украины: заставит ли Трамп Зеленского его выполнить
Comments UA
2024-11-07T14:39:45Z
Зеленский в Будапеште: «Объятия с Путиным не помогут. Нам нужно оружие»
Comments UA
2024-11-07T14:36:11Z
Эрдоган сделал Путину любопытное предложение
Comments UA
2024-10-25T22:33:49Z
Северокорейские военные начали действовать в Украине, – разведка США
Хвиля
2024-10-29T21:39:41Z
Коллаборантку Монтян лишили права заниматься адвокатской деятельностью
Корреспондент
2024-10-24T19:06:14Z
Привлечете беду: какой день недели считается опасным для стрижки
Marie Claire
2024-10-25T22:00:38Z
В Нацполиции озвучили, сколько их работников привлечено к боевым операциям
Известия Киев
2024-11-06T20:17:06Z
ЦПД: Солдаты КНДР попали под обстрел в Курской области
Корреспондент
2024-11-04T11:46:11Z
Медиков из военных госпиталей переводят в пехоту: что происходит
Comments UA
2024-10-28T11:06:38Z
Минобороны вернуло 2300 гектаров полигона в Одесской области
Comments UA
2024-11-07T14:27:42Z
Украинцы назвали главные источники информации - опрос
Корреспондент
2024-11-07T14:24:34Z
О предстоящей смерти Елизаветы ІІ близкие знали заранее: врач готовил семью к неизбежному
Фокус
2024-10-26T18:21:43Z
В ГУР подтвердили первое сражение между ВСУ и военными КНДР
Комсомольская правда
2024-11-05T15:51:40Z
США задействовали дальний бомбардировщик к учениям с Южной Кореей и Японией в ответ на ракетные испытания КНДР
ZN UA
2024-11-03T13:33:54Z
Почему пожилые люди меньше спят: названы главные причины
Comments UA
2024-10-25T22:36:15Z
Самые распространенные причины рака кожи: какие симптомы указывают на болезнь
Comments UA
2024-10-26T00:33:18Z
Польза и вред свежих соков: кому не следует употреблять фреши
Comments UA
2024-10-25T23:42:36Z
Почему не хватает воздуха: смертельные болезни, при которых возникает удушье
Comments UA
2024-10-26T02:36:33Z
Украинцы почти забыли о вакцине от COVID-19: Минздрав бьет тревогу
Comments UA
2024-11-07T14:36:21Z
Крайняя мера: ученые выяснили, что многие ветераны лечат психику употребляя психоделики
Фокус
2024-11-07T14:15:29Z
Отказаться раз и навсегда: как избавиться от вредных привычек
Comments UA
2024-10-26T02:09:34Z
Польза речной рыбы: какие виды следует добавить в рацион
Comments UA
2024-10-26T00:09:17Z
В Минздраве назвали количество невакцинированных против COVID граждан
Корреспондент
2024-11-07T13:36:47Z
"Тысяча Зеленского": в Минэкономики рассказали, куда начислят деньги
Фокус
2024-10-26T22:24:07Z
Солнечная электростанция: сколько стоит ее установить
ZN UA
2024-10-26T02:34:25Z
Пенсия при минимальной зарплате: какой размер выплат можно получить
ZN UA
2024-10-26T05:04:09Z
Литва отключится от российской электросети
Корреспондент
2024-10-26T00:00:19Z
Лишат последних копеек на жизнь: кому могут перестать платить пенсию
Знай
2024-11-07T14:31:27Z
Украине не хватает 4,5 млн работников
Корреспондент
2024-11-07T14:21:26Z
Украине нужно воспользоваться реальным интересом США к достройке блоков 3 и 4 Хмельницкой АЭС - эксперт
Апостроф
2024-11-07T14:06:50Z
Украина стала одной из мировых столиц дроновой индустрии
Апостроф
2024-11-07T13:57:04Z
В Украине возобновят полеты из аэропортов "Борисполь" или "Львов"
Comments UA
2024-11-07T13:48:15Z
На Киевщине еще одно попадание БПЛА – соцсети
Корреспондент
2024-10-25T23:09:01Z
Российский военный вертолет разбился в Керченском проливе: что известно
Апостроф
2024-10-26T21:31:46Z
Удар по Днепру: есть жертвы и много раненых
Корреспондент
2024-10-25T22:12:43Z
"По горячим следам": в Киеве задержали поджигателя отделений Укрпочты
Апостроф
2024-10-30T16:36:16Z
Обыденное дело привело к трагедии в Тернополе: почему погиб маленький ребенок
Comments UA
2024-11-07T14:39:44Z
Атака на Запорожье: стало известно о первой жертве
Корреспондент
2024-11-07T14:27:39Z
В Днепре увеличилось количество погибших в результате ракетного удара
TSN
2024-10-25T22:33:36Z
Россияне ударили по кладбищу в Одессе - повреждено более 100 могил
Апостроф
2024-11-01T15:22:12Z
В РФ разбился самолет с парашютистами
Comments UA
2024-10-27T17:42:52Z
Пора готовить оборону Павлограда: Безуглая прогнозирует катастрофу на фронте
Comments UA
2024-10-25T21:12:12Z
Удар по Харькову: число жертв возросло
Корреспондент
2024-10-29T03:36:52Z
Лунный гороскоп на 29 октября, вторник
Marie Claire
2024-10-28T21:06:41Z
В Google "слили" размещение военных систем ВСУ: в СНБО возмущены
Апостроф
2024-11-03T16:57:29Z
В Сулинском заказнике выявлено нарушение требований природоохранного законодательства на 7 миллионов гривен
Знай
2024-11-07T14:31:55Z
Киев запустил первую газопоршневую установку
Корреспондент
2024-11-07T14:12:39Z
Как стоимость пачки сигарет: коммунальщики аргументировали очередное повышение тарифов
Знай
2024-10-26T02:12:28Z
В Черном море горит газ из скважин оккупированных буровых установок - СМИ
Корреспондент
2024-11-07T14:03:13Z
Пара переселенцев вернулась домой на Донбасс, после чего мужчина погиб
Comments UA
2024-11-07T14:00:17Z
Помешан на костях: психологи выяснили животную страсть Леонардо Ди Каприо к юным любовницам
Знай
2024-11-03T13:51:24Z
Моника Беллуччи снялась для китайского глянца
Фокус
2024-11-06T13:45:09Z
Не замерзнуть и роскошно выглядеть: 7 модных идей, которые вдохновят вас перед ноябрьскими холодами
Marie Claire
2024-10-31T19:16:19Z
Украинки определились с топ-5 видами джинсов и брюк на зиму 2024/2025: стиль - это все
Знай
2024-11-04T19:51:05Z
Мисс Вселенная: представительница Украины продемонстрировала национальный костюм
Корреспондент
2024-11-07T14:18:58Z
Одинокая Дженнифер Лопес поделилась своими планами на Рождество
Фокус
2024-11-07T14:06:29Z
Киллиан Мерфи появился на премьере в Лондоне со светлыми волосами
Фокус
2024-10-25T08:30:38Z
"Ей весело с Оливером": инсайдер рассказал о романе Риз Уизерспун с немецким финансистом
Фокус
2024-10-27T20:51:03Z
Цыбульская уехала за границу с девятилетним сыном
Корреспондент
2024-10-29T11:06:30Z
Мы все не идеальны: худшие черты всех знаков Зодиака
Знай
2024-10-28T16:51:23Z
Почти вечные: продукты, которые не портятся годами
Comments UA
2024-10-26T01:42:46Z
Домашний грушевый пирог: простой рецепт с орехами и шоколадом
Политека
2024-10-30T00:00:38Z
Зачем замораживать джинсы: секреты стирки, о которых вы точно не знали
Знай
2024-10-27T20:51:34Z
Котлеты с картошкой в духовке: удобный способ сразу приготовить гарнир
Фокус
2024-11-07T14:36:52Z
Закуска за 5 минут: рецепт вкусного блюда с рыбой и крем-сыром
Фокус
2024-11-07T13:37:43Z
Пара из Британии разочарована самым дорогим завтраком в своей жизни
Фокус
2024-10-29T07:06:17Z
Как сделать компостную яму для листьев: советы опытных дачников
Политека
2024-10-26T00:06:26Z
Как приготовить пирог-улитку из теста фило – и вкусно, и красиво/Это настоящее украшение праздничного стола!
Апостроф
2024-11-07T13:21:01Z
Невесту Роналду госпитализировали из-за серьезной болезни
Корреспондент
2024-10-25T14:12:07Z
Из Украины сбежали двое хоккеистов, не вернувшись домой после игр Континентального кубка
Комсомольская правда
2024-11-02T14:33:49Z
Эннис рассказал о плане на поединок с Чухаджяном
Корреспондент
2024-11-02T10:12:37Z
Возлюбленная Роналду провела четыре дня в больнице - шокирующие детали
Корреспондент
2024-10-26T07:39:06Z
Украинская Премьер-лига: результаты всех матчей 13-го тура, видео голов
ZN UA
2024-11-07T14:01:47Z
Президент Top Rank назвал соперника Фьюри в случае победы над Усиком
Корреспондент
2024-11-07T12:27:49Z
Нужно быть хитрее: Тренер Энниса раскрыл план на реванш с Чухаджяном
Корреспондент
2024-11-07T11:45:51Z
Бывший тренер сборной Украины установил уникальный рекорд в НБА
ZN UA
2024-11-07T10:36:34Z
Экс-клуб Реброва уволил легенду футбола после разгромного поражения от Ан-Насра Роналду
Корреспондент
2024-11-07T10:31:33Z
Предлагают сэкономить, а в итоге вы останетесь без денег: клиенты Vodafone поднимают бунт
Знай
2024-10-27T20:30:18Z
Киевстар обещает безлимитный интернет за 1 гривну: как получить
Знай
2024-11-04T18:06:55Z
Лучшие складные смартфоны 2024 года: какие "раскладушки" пользуются успехом
Фокус
2024-10-25T13:06:53Z
Российских игроков приглашают на консольный фестиваль CGF — Console Gaming Festival — Яша Хаддажи рассказал, чего от него ждать
GameMag
2024-10-24T17:16:19Z
Девушка опаздывает на рейсы и садится в самолет последней: зачем она так делает
GlavRed
2024-11-07T14:28:50Z
Революция для компьютеров: новый материал уменьшил потребление энергии в миллиард раз
Фокус
2024-11-07T14:01:47Z
Пояс верности – чистый вымысел: ученые опровергли средневековую "страшилку"
Апостроф
2024-11-07T13:57:43Z
Астероид помог ученым раскрыть секрет происхождения внешней части Солнечной системы
Фокус
2024-11-07T13:42:44Z
Не случайность: археологи сделали невероятное открытие благодаря древним рисункам
Фокус
2024-11-07T13:42:09Z
Представлений інший Toyota Land Cruiser
Portaltele
2024-11-07T06:25:02Z
В Lamborghini заявили об увеличении выручки
Корреспондент
2024-11-07T01:57:41Z
Гость из 2000-х: обнаружен культовый американский спорткар в новом состоянии
Фокус
2024-11-06T14:21:45Z
Поклонница уцепилась за Брэда Питта в Мехико
Фокус
2024-11-06T11:45:55Z
General Motors показали недорогой коммерческий электрокар стоимостью до $10 000
Фокус
2024-11-06T11:42:35Z
Старый 34-летний Mercedes S-Class ушел с молотка по цене нового Ferrari
Фокус
2024-11-06T10:57:01Z
Недорогой семейный кроссовер Ford на 367 сил рассекретили до премьеры
Фокус
2024-11-06T10:15:56Z
Заряжается на 90% за 15 минут: представлен новый аккумулятор для электромобилей
Фокус
2024-11-06T10:15:46Z
Последний Cadillac Элвиса, роскошный седан 1977, года станет звездой аукциона
Знай
2024-11-06T04:51:20Z