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
Украинские военные начали массово сдаваться в плен: что известно
Comments UA
2024-11-16T20:00:53Z
Ситуация резко изменилась: что происходит в Купянске после визита Зеленского
Comments UA
2024-11-19T15:18:34Z
В Киеве пробки на дорогах и коллапс в метро
Апостроф
2024-11-21T07:00:32Z
В Севастополе подорвали авто капитана первого ранга Черноморского флота РФ. Тот не выжил
ZN UA
2024-11-13T11:27:00Z
В Харьковской области за полгода эвакуировали почти 22 тысячи гражданских
TSN
2024-11-24T02:54:32Z
В Киевской области работает ПВО
TSN
2024-11-24T01:54:50Z
Россияне топчутся на собственных труппах: что происходит под Купянском
Comments UA
2024-11-12T14:21:04Z
Непогода надвигается: синоптики предупредили водителей об опасности
Хвиля
2024-11-19T04:24:15Z
Минус около $200 млн: «Червона Калина» и «Тайфун» уничтожили комплекс «Борисоглебск 2»
Апостроф
2024-11-18T11:30:35Z
Китай отреагировал на удар баллистической ракетой России по Украине
Comments UA
2024-11-22T13:57:41Z
Молодой фаворитке Путина доверили важное культурное мероприятие в России
Comments UA
2024-11-21T19:57:44Z
Три года до нового удара России: предупреждение Залужного
Comments UA
2024-11-23T12:54:41Z
Нарушит еще одну традицию: Мелания Трамп не переедет за мужем в Белый дом
Фокус
2024-11-13T14:35:03Z
Врал командованию: в РФ сняли с должности командующего войсками - СМИ
Корреспондент
2024-11-24T02:30:25Z
Залужный сказал, когда Россия ударит с новой силой
Хвиля
2024-11-24T02:03:30Z
«Не дай Бог» — Лукашенка рассказал, кого нельзя избирать президентом
ZN UA
2024-11-14T22:02:11Z
Маск цинично унизил всех украинцев: что немедленно должна сделать Банковая
Comments UA
2024-11-18T09:03:21Z
Усиление кровавого террора: сколько еще времени Путин будет устраивать украинцам ад
Comments UA
2024-11-18T12:39:58Z
На фоне слухов о проблемах в браке одинокую Пугачеву поймали во время прогулки
Comments UA
2024-11-11T21:51:15Z
В России умерла звезда фильма "Бриллиантовая рука"
Comments UA
2024-11-16T14:42:23Z
Врачи не давали сроков: любимица публики Ада Роговцева оказалась в больнице
GlavRed
2024-11-14T17:06:51Z
"Такой п**дец, а ты чипсики рекламируешь": ведущий "Орла и решки" рассказал о разговоре с Ивлеевой после вторжения РФ
Апостроф
2024-11-19T09:48:42Z
Глиноликий станет частью киновселенной DC Джеймса Ганна
GameMag
2024-11-23T19:27:06Z
Сын Потапа высказался о планах уехать за границу и своей будущей карьере
TSN
2024-11-23T19:21:14Z
Тринчер сравнили с россиянкой Бузовой из-за поведения на интервью/Певица ответила на вопросы интервьюера после своего выступления
Апостроф
2024-11-19T10:39:25Z
В Facebook сообщили о смерти Виктора Павлика: жена выдала гневную тираду
GlavRed
2024-11-19T16:45:44Z
"От греха подальше...": беременная жена Остапчука разделась, и заявила, что делает "заначки"
Знай
2024-11-16T18:51:26Z
Найден самый ранний признак деменции: многие с ним сталкиваются, и не один раз
Фокус
2024-11-11T09:51:52Z
Женщины, которые стареют медленнее всех: 6 здоровых привычек датчанок
Фокус
2024-11-16T15:00:35Z
Формула "10-3-2-1-0": ученые вывели беспроигрышное уравнение для здорового сна
Фокус
2024-11-13T10:36:35Z
Наперегонки со смертью: ученые представили новый метод спасения жизни при нападении акулы
Фокус
2024-11-16T19:36:35Z
Как будет проходить оценка инвалидности по новым правилам: все детали
TSN
2024-11-23T16:39:20Z
Как будут устанавливать инвалидность после ликвидации МСЭК: разъяснение МОЗ
UAToday
2024-11-23T15:00:48Z
Ночная стража: 5 комнатных растений, которые улучшают сон
Marie Claire
2024-11-16T19:30:52Z
Состарит, убьет потомство и разовьет рак: ученые раскрыли новые опасности курения марихуаны
Фокус
2024-11-15T19:51:31Z
«Они совсем не темнеют»: простой лайфхак, чтобы хранить авокадо неделями
Marie Claire
2024-11-21T03:04:10Z
"Боже, какой я была глупой": Ярослава Магучих изменила свои планы по рождению ребенка
Апостроф
2024-11-12T19:06:04Z
Находился в коме: стали известны подробности смерти боксера Вячеслава Узелкова
Комсомольская правда
2024-11-12T10:12:13Z
"Им запретили делать это": раскрыто скандальное условие боя Тайсон - Пол
Корреспондент
2024-11-19T15:36:14Z
Усик признался, почему не добил Фьюри в восьмом раунде
Хвиля
2024-11-24T00:30:36Z
Пятое поражение подряд: "Манчестер Сити" потерпел сокрушительное фиаско от "Тоттенхэма" в АПЛ
TSN
2024-11-23T22:36:15Z
"Шахтер" забил шесть голов аутсайдеру УПЛ
ZN UA
2024-11-23T21:21:17Z
Лестер — Челсі 1:2 Відео голів та огляд матчу АПЛ
Football.ua
2024-11-23T17:57:02Z
Конора Макгрегора признали виновным в изнасиловании: как наказали звездного бойца UFC
TSN
2024-11-23T14:33:34Z
Европейский клуб решил избавиться от нападающего сборной Украины – СМИ
ZN UA
2024-11-23T14:01:02Z
Почему в Украине стремительно растут цены: банкир Фурса ошарашил ответом
Comments UA
2024-11-12T15:18:16Z
В Украине могут установить ветряные турбины общей мощностью 800 МВт: что известно
Фокус
2024-11-18T17:23:42Z
Отменены графики отключений света в некоторых регионах
Известия Киев
2024-11-19T18:33:42Z
Платежка может вырасти: сколько придется платить за газ в декабре
Знай
2024-11-18T08:07:12Z
Чтобы не работать до 65 лет: ПФУ рассказал, где взять дополнительный стаж для пенсии
Знай
2024-11-24T01:30:12Z
Сладкоежкам придется не сладко: цены на сахар взлетят на треть
Знай
2024-11-24T00:30:10Z
Украинцы могут платить за тепло по "копеечному" тарифу: но есть условие
Знай
2024-11-16T20:12:25Z
Цитрусовый ценопад: мандарины, апельсины и лимоны становятся доступнее
Знай
2024-11-18T11:12:37Z
Кабмин в очередной раз перенес повышение зарплат учителям
Апостроф
2024-11-12T14:04:44Z
Украинцы в Норвегии лишатся приюта и защиты: что известно о новых правилах
Comments UA
2024-11-16T19:15:52Z
В Кривом Роге прощаются с погибшей семьей - Еленой Кулик и ее детьми
Апостроф
2024-11-14T13:54:53Z
В Ассоциации городов заявили об оттоке украинцев на оккупированные территории
Корреспондент
2024-11-12T17:58:17Z
На семью - 18 500 гривен: украинцев регистрируют на новые "зимние" выплаты
Знай
2024-11-15T04:21:06Z
Почему нельзя подметать 24 ноября и как сани помогут признаться в симпатии: приметы и запреты на Екатерины
Знай
2024-11-24T03:00:58Z
Уроки языка: как сказать на украинском «Добрий ранок»
ZN UA
2024-11-24T01:04:11Z
Точность до 1 метра, поражает движущиеся цели: Франция произведет бомбы AASM для Украины
Фокус
2024-11-12T15:27:21Z
Российская ракета, которая упала на дома в Одессе, была сбита ПВО, — Воздушные силы
Комсомольская правда
2024-11-18T14:40:19Z
В Курской области удалось вырвать из окружения 16 бойцов ВСУ
ZN UA
2024-11-15T18:54:19Z
Срочно делайте, иначе останетесь без винограда: бюджетные средства обработки лозы
Знай
2024-11-12T16:51:31Z
Голубцы с булгуром, вкуснее обычных: судья "Мастер Шеф" дала простой рецепт
Политека
2024-11-19T04:00:53Z
Любовный гороскоп для всех знаков Зодиака на неделю с 18 по 24 ноября 2024 года
Фокус
2024-11-17T23:15:40Z
Гороскоп на завтра 14 ноября: Львам - сюрпризы, Весам - большая удача
GlavRed
2024-11-13T07:28:09Z
Гороскоп на вокресенье, 24 ноября: звёзды шепчут украинцам что-то интересное
Знай
2024-11-24T03:00:28Z
Простой рецепт домашнего картофельного хлеба: очень вкусный и долго не черствеет
Политека
2024-11-24T02:03:13Z
Как спасти пересоленное блюдо – помогут бабушкины советы/Ситуацию можно исправить!
Апостроф
2024-11-18T11:12:39Z
Карты Таро раскрывают секреты: гороскоп на воскресенье
Comments UA
2024-11-23T18:30:51Z
Самое волшебное кафе превратилось в "кошмар с туристами": местные возмущены влиянием TikTok
Фокус
2024-11-23T18:21:09Z
Норвежские рыбаки "поймали" в свои сети американскую атомную субмарину
Европейская правда
2024-11-15T12:58:02Z
Российский удар по Киеву: спасатели показали последствия
Апостроф
2024-11-17T07:15:11Z
Среди жертв российского удара по Сумам – 14-летняя Анастасия Боровик
Комсомольская правда
2024-11-18T10:52:24Z
Очевидец о ракетном ударе в Одессе: взрыв был в 15 метрах от нас
Comments UA
2024-11-18T11:15:47Z
В Курской области раздаются мощные взрывы: видео
TSN
2024-11-23T22:06:10Z
В столичной гостинице произошла смертельная стрельба: полиция разыскивает злоумышленника
Апостроф
2024-11-23T21:21:19Z
Дания задержала китайское судно по подозрению в повреждении кабелей
Корреспондент
2024-11-20T19:00:44Z
Под Парижем владелец ресторана захватил заложников в своем заведении
Фокус
2024-11-16T19:54:36Z
В Броварах в доме произошел взрыв
Корреспондент
2024-11-23T20:36:28Z
Семейная традиция Комонов: ученые обнаружили следы бальзамирования на телах французских аристократов
Фокус
2024-11-18T11:45:32Z
"Пожалуйста, умри": искусственный интеллект устал от вопросов и нахамил пользователю
Фокус
2024-11-14T15:06:56Z
Аталанта впоралася з Пармою
Football.ua
2024-11-23T21:54:37Z
Много хороших улучшений, которые сложно заметить: Обзор Horizon Zero Dawn Remastered
GameMag
2024-11-23T21:25:20Z
Инсайдер: Microsoft сформировала в Activision комитет по развитию Call of Duty — все только начинается
GameMag
2024-11-23T21:06:13Z
Инсайдер: Rebellion отменила мультиплеерную Sniper Elite из-за провала Concord от Sony
GameMag
2024-11-23T21:01:47Z
Создатели Black Myth: Wukong сделают игрокам несколько сюрпризов до конца 2024 года
GameMag
2024-11-23T20:36:07Z
Circana: Релиз Call of Duty Black Ops 6 в Xbox Game Pass сильно не пошатнул продажи, но доля PlayStation стала еще больше
GameMag
2024-11-23T20:28:14Z
Вот это апгрейд: Эксперты Digital Foundry восхищены Stellar Blade на PlayStation 5 Pro — пример отличной реализации PSSR
GameMag
2024-11-23T20:16:00Z
Лайфхаки для зимы: как быстро очистить лобовое стекло от льда
Comments UA
2024-11-19T01:00:21Z
Выдержит до -40°С: Китай представил новую натрий-ионную батарею для электромобилей
Фокус
2024-11-23T15:00:02Z
Яркий киногерой: на аукцион выставили спортивное авто знаменитого шпиона
Фокус
2024-11-23T09:36:59Z
За американский автомобиль могут отобрать права: на что обратить внимание
Знай
2024-11-22T17:21:14Z
В Японии запускают в производство необычный гибрид Honda Civic и Dodge Challenger
Фокус
2024-11-22T11:15:38Z
Альтернатива Wrangler: электрический внедорожник Jeep впервые заметили на дорогах
Фокус
2024-11-22T08:36:02Z
Увеличат запас хода до 1000 км: Honda готовит инновационные батареи для электрокаров
Фокус
2024-11-21T17:57:23Z
Новые машины, трассы с "Софией" и коллекция Ferrari: Gran Turismo 7 от Sony получила ноябрьское обновление
GameMag
2024-11-21T13:58:37Z
Гость из 60-х: обнаружен редкий 58-летний спорткар Chevrolet в новом состоянии
Фокус
2024-11-21T13:45:35Z