Mikro-LED võimaldab ohutult ajuga manipuleerida

Rahvusvaheline töörühm on leidnud viisi ohutult näriliste ajju miniatuursete LED-lampidel põhinevate lülitina toimivate valgusallikate toimetamiseks, mille vahendusel saab eelnevalt geneetiliselt valgustundlikuks muudetud närvirakkudega loomadel soovi või vajaduse korral kindlalt piiritletud alal neuronid laenglema panna.

Optogeneetika on viimastel aastatel neuroteadlaste seas üha rohkem populaarsust kogunud. Lähenemisviis võimaldab erineva lainepikkusega valgust kasutades kindlaid huvialuseid neuronitegruppe nii aktiveerida, kui ka nende laenglemine peatada. Meetodi rakendamiseks tuleb need vaid panna tootma valgustundlikku vetikatelt pärinevat valku. Viimane pole kaasaegset geenitehnoloogiat rakendades enam väga raske. Seeläbi on seda kasutatud mitmete erinevate nähtuste nagu depressiooni, Parkinsoni tõve, epilepsia ja narkootikumide sõltuvuse uurimiseks.

Siiski tekitab veel probleeme valgusse ajju saatmine, kuigi ka selles vallas on hiljuti arvestatavaid edusamme tehtud. Alles paar kuud tagasi demonstreeriti lainejuhti, mis võimaldab korraga valgustada erinevates sügavustes asuvaid närvirakke. Sellegipoolest nõudis ka see fiiberoptilise kaabli kasutamist, mis omakorda tähendab, et katseloomad on aheldatud laseri külge, mis nende loomulikku käitumist häirida võib. Alternatiivina ajju viidud LED-lambid on olnud samas küllaltki kogukad ning suure voolutarbega, nõudes samuti vooluallika külge kinnitamist.

Uues töös esitleb Michael Bruchas’i juhitud töörühm LED’il põhinevat valgusallikat, mille läbimõõt on võrreldav inimese juuksekarvaga. Lambi ajju viimiseks kasutatakse mikronõela ning kehas paari minutiga lagunevat sideainet, mis valgusallikat nõela küljes hoidis. Lambi energiaga varustamiseks kasutas Bruchas veelgi väiksema läbimõõduga kaablit, mis suubub hiire pea külge kinnitatud seadmesse, mis sisaldab endas muuhulgas WiFi vastuvõtjat. Kokku ei kaalu need rohkem kui gramm.

Meetodi kontrollimiseks viisid teadlased valgusallika naudingu tunnet esile kutsuvate neurotransmitterite vallandamise eest vastutava neuronivõrgustiku lähistele. Seejärel lasksid nad hiired T-kujulisse labürinti ning aktiveerisid võrgustiku, kui hiired pistsid oma nina teatud haru lõpus asuvasse avavusse. Peagi õppisid hiired enamiku oma ajast just seal veetma. Seade töötas veel pool aastat pärast selle paigaldamist. Võrreldes fiiberoptilise kaabli kasutamisega hukkus protseduuri käigus vähem närvirakke ning ka põletikukollete tekkimist esines märksa harvem.

Pikemas perspektiivis võimaldaks lähenemisviis töötada välja teraapiaid, mis mõjutavad ainult sihikule võetud närvirakke. Hetkel pole sarnase stimuleeriva efektiga elektroodide lahutusvõime selleks veel piisavalt kõrge. Siiski on taolised rakendused isegi valdkonna hüppelist arengut arvestades veel aastate kaugusel.

Töörühma uurimus ilmus ajakirjas Science.

Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa

Allikas: http://teadus.err.ee

Seotud

5 praktilist nippi kuidas meeleolu tõsta

Liitu meie uudiskirjaga ja saa 5 praktilist nippi kuidas kiiresti enda meeleolu tõsta.