«Αυτή είναι η πρώτη τεχνολογία στον κόσμο που ελέγχει ελεύθερα συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία», δήλωσε ο Cheon Jinwoo, από το Κέντρο Νανοϊατρικής στο IBS, το Τμήμα Nano Biomedical Engineering στο Πανεπιστήμιο Yonsei, και ο συν-αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης. «Αναμένουμε ότι θα χρησιμοποιηθεί ευρέως στην έρευνα για την κατανόηση των λειτουργιών του εγκεφάλου, τα εξελιγμένα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, τις αμφίδρομες τεχνολογίες BCI [διασύνδεση εγκεφάλου-υπολογιστή] και νέες θεραπείες για νευρολογικές διαταραχές».

Η τεχνολογία αιχμής των ερευνητών ονομάζεται Nano-MIND (που σημαίνει Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics). Ενώ η οπτογενετική, η οποία ελέγχει τους νευρώνες με φως και η ηλεκτρική εν τω βάθει εγκεφαλική διέγερση, που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον, απαιτούν και τα δύο την εμφύτευση επεμβατικών ηλεκτροδίων στον εγκέφαλο, η μαγνητογενετική είναι μια ασύρματη, τηλεκατευθυνόμενη τεχνική.

Η τεχνολογία Nano-MIND βασίζεται σε μαγνητικά πεδία και μαγνητισμένα νανοσωματίδια . Οι νευρώνες ενεργοποιούνται όταν οι μικροσκοπικοί μαγνήτες που συνδέονται με τον υποδοχέα συστρέφονται ως απόκριση σε πολύ χαμηλής ισχύος, εξωτερικά εφαρμοζόμενα περιστρεφόμενα μαγνητικά πεδία.

Σε ένα πείραμα, οι ερευνητές στόχευσαν κυκλώματα στον πλευρικό πυρήνα του υποθάλαμου του εγκεφάλου, μια πολύπλοκη περιοχή του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη ρύθμιση πολλών φυσιολογικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της σίτισης. Η ενεργοποίηση ανασταλτικών νευρώνων σε αυτή την περιοχή είχε ως αποτέλεσμα 100% αύξηση στην όρεξη και στις συμπεριφορές σίτισης, ενώ η ενεργοποίηση των διεγερτικών νευρώνων μείωσε την όρεξη και τις διατροφικές συμπεριφορές κατά περισσότερο από 50%.

Οι ερευνητές λένε ότι τα πειράματά τους έδειξαν ότι η τεχνολογία Nano-MIND μπορεί να ενεργοποιήσει επιλεκτικά συγκεκριμένους νευρώνες για να ρυθμίσει τις υψηλότερες εγκεφαλικές λειτουργίες, ανοίγοντας το δρόμο για προόδους στη νευροεπιστήμη και τις δυνατότητες για θεραπευτικές εφαρμογές.

Σε ένα άρθρο που σχολιάζει τη μελέτη, ο Felix Leroy, PhD, από το Ινστιτούτο Νευροεπιστημών του Αλικάντε της Ισπανίας, είπε ότι ενώ η τεχνολογία «προσφέρει πλεονεκτήματα όπως ασύρματες και μακροπρόθεσμες δυνατότητες διέγερσης, που θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στον τομέα επιτρέποντας μη επεμβατική και ακριβής χειραγώγηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας, συμπεριλαμβανομένων των βαθιών και απομακρυσμένων περιοχών», η μελέτη έχει τους περιορισμούς της. Τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματα της μαγνητογενετικής διέγερσης που ασκεί επαναλαμβανόμενες μηχανικές δυνάμεις στην επιφάνεια του κυττάρου είναι άγνωστα και απαιτούν περαιτέρω μελέτη.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Nanotechnology .

photo: freepik