Ученые придумали, как регулировать частоту дыхания и сердечных сокращений мыши при помощи беспроводной стимуляции блуждающего нерва.
Ученые из Сколтеха совместно с коллегами из Института цитологии и генетики СО РАН разработали метод дистанционного управления жизненно важными функциями организма. Используя нетоксичные магнитные микрочастицы, они смогли дистанционно регулировать пульс и дыхание подопытных мышей, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Работа открывает путь к созданию безопасной альтернативы инвазивной нейрохирургии. Сегодня глубокая стимуляция мозга с помощью хирургически вживленных электродов остается единственным действенным методом лечения самых тяжелых форм эпилепсии, болезни Паркинсона и обсессивно-компульсивного расстройства. Однако имплантация металлических стержней длиной до пяти сантиметров — крайне травматичная процедура.
Новая технология предлагает заменить металлические электроды на биосовместимые микрочастицы размером с отдельный нейрон. Их можно будет вводить инъекцией или даже через нос, что значительно снизит риски для пациента.
Созданные учеными частицы имеют форму хоккейной шайбы и состоят из полилактида — биоразлагаемого пластика. Внутри него расположены микроскопические стержни из оксида железа. Важная особенность разработки заключается в том, что материал не содержит токсичных металлов, таких как кобальт или никель, которые использовались в предыдущих аналогах.
Ученые смогли дистанционно влиять на частоту сердечных сокращений мыши.Механизм активации работает по принципу «магнитного пресса». При воздействии внешнего переменного магнитного поля внутренние стержни из оксида железа внутри микрочастицы начинают вибрировать и давить на окружающую полимерную оболочку. Поскольку полилактид обладает пьезоэлектрическими свойствами, это механическое сжатие мгновенно преобразуется в электрический импульс. Именно этот сгенерированный ток стимулирует нервные клетки, заставляя их передавать сигнал дальше.
В ходе эксперимента воздействие на блуждающий нерв мыши привело к учащению дыхания и замедлению сердечного ритма после достижения определенного порога активации. «Это первый эксперимент на животной модели, демонстрирующий, что нетоксичные магнитные микрочастицы способны модулировать эти непроизвольные процессы», — рассказал один из авторов исследования, профессор Глеб Сухоруков, директор Центра био- и медицинских технологий Сколтеха.
В текущем году команда планирует начать моделирование конкретных заболеваний и травм, включая контузию, чтобы проверить эффективность метода в терапевтических целях.
Ранее ученые нашли препарат от аутизма у мышей. Рассказали, поможет ли он людям.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
