Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

«Биостанции» из микророботов помогут восстанавливать связи между нейронами

При повреждении нейронных структур возникает частая проблема неправильного роста аксонов, из-за чего связи между нервными клетками восстанавливаются некорректно, и это мешает правильному функционированию всей системы.

«Биостанции» из микророботов помогут восстанавливать связи между нейронами

Исследователи из Южной Кореи создали управляемых магнитными полями микророботов, на поверхности которых расположены микроборозды, направляющие отростки нейронов в нужное место. Подробности этой технологии раскрыты в журнале Science Advances.



Доставка нервных клеток определенного типа в целевую область мозга, на какой бы глубине она не располагалась – задача амбициозная и пока не имеющая однозначно работающего решения. «Службу доставки» можно организовывать разными методами, и пока одним из перспективных считаются микророботы, которые уже показали себя в различных задачах. Как оказалось, они могут решить не только проблему адресного перемещения нейронов, но и адресного создания межнейронных контактов.

Эту функцию придумали воплотить в жизнь исследователи из Института наук и технологий города Тэгу в Южной Корее. Они сконструировали микроробота, управляемого при помощи магнитных полей, на поверхности которого расположили борозды для аксонов и дендритов (длинных и коротких отростков). Поверхность микроробота покрыли тонким слоем никеля и диоксида титана, чтобы обеспечить одновременно парамагнитные и биосовместимые свойства. Размер частицы составил примерно 300 микрометров.

«Биостанции» из микророботов помогут восстанавливать связи между нейронами
Микроробота разместили между двух скоплений нейронов, и он, направляемый магнитными импульсами, помог установить между ними соединения.

Чтобы изучить, соответствует ли робот поставленным задачам, на многоэлектродной полупроводниковой матрице разместили скопления нейронов гиппокампа крысы с расстоянием 200 микрометров между ними. Такая матрица позволяла одновременно считывать электрическую активность клеток и, тем самым, контролировать ход эксперимента.

В зазоре между кластерами нейронов посадили микроробота с размещенными на нем донорскими нервными клетками и с помощью восьми электромагнитных катушек скорректировали его расположение в пространстве таким образом, чтобы борозды на поверхности робота сформировали «мостики» между кластерами клеток на матрице. казались Плавный рост отростков обеспечивался как раз за счет этих микроборозд, а также скошенных концов робота.

Одно из важных наблюдений заключалось в том, что само по себе нахождение робота в тканях никак не влияло на жизнеспособность контролируемых клеток. Ученым удалось показать, что аксоны и дендриты действительно придерживаются выделенных для них «тропинок» и формируют синапсы с противоположными кластерами. Подобный метод уже применялся для других типов клеток (мезенхимальных стволовых, стволовых нервных), но впервые его эффективность продемонстрировали на первичных нейронах гиппокампа.

Обладая высокой точностью перемещения в пространстве, крошечными размерами, слабым безвредным источником питания и не воздействуя негативно на окружающие ткани, микроробот приобретает большой потенциал в широком количестве клинических задач. По словам авторов, повысить биосовместимость, например, можно с помощью наночастиц оксида железа.

Конечно, в первую очередь интересно целенаправленное восстановление поврежденных нейронных связей с помощью адресной доставки нервных клеток даже в небольшие области. Но и в других частях организма его использование может быть оправдано. Дальше дело – за более детальным изучением поведения роботов уже в живых организмах.

Текст: Анна Хоружая





Ссылка на источник

Tags: биотехнология, инструменты и методы, медицина, нейроновости, нейрофизиология
Subscribe

Posts from This Journal “нейроновости” Tag

promo alev_biz october 13, 12:29 1
Buy for 20 tokens
Ванечке Новышу всего два годика. Половину своей только начавшейся жизни он борется с онкологией. Опухоль желточного мешка крестцово-копчиковой области с врастанием в канал спинного мозга, с метастазами в подвздошные и паховые лимфоузлы – именно так звучит диагноз малыша. Благодаря…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments