Tutkijat istuttivat aivosoluja

Elektrodit, jotka stimuloivat aivoja pienillä sähköiskuilla, voidaan tulevaisuudessa korvata elävillä aivosoluilla, jotka reagoivat valoon. Asian todistavat uudet kokeet, joissa soluja istutettiin rottien aivoihin.

Elektrodit, jotka stimuloivat aivoja pienillä sähköiskuilla, voidaan tulevaisuudessa korvata elävillä aivosoluilla, jotka reagoivat valoon. Asian todistavat uudet kokeet, joissa soluja istutettiin rottien aivoihin.

Shutterstock

Ensimmäistä kertaa on onnistuttu valmistamaan elävistä hermosoluista koostuvia elektrodeja ja istuttamaan niitä rottien aivohin.

Menetelmä antaa aivan uuden mahdollisuuden stimuloida aivojen eri osia ja tutkia niitä.

Valoherkistä hermosoluista on kehitetty eläviä elektrodeja. Kun ne istutetaan aivoihin, niillä ja valoa lähettävillä siruilla voidaan aktivoida tiettyjä aivojen alueita.

© Dayo O. Adewole et al./BioRxiv & Shutterstock

Elektrodeja käytetään aivoissa useisiin tarkoituksiin. Sähköimpulsseilla voidaan esimerkiksi lievittää Parkinsonin taudin tai epilepsian oireita ja niillä voidaan myös kartoittaa aivojen toimintaa.

Perinteisten metallisten elektrodien ongelmana on se, että potilaan immuunijärjestelmä alkaa usein hylkiä niitä ja että niiden impulssit leviävät liian laajalle ja vaikuttavat sellaisiin soluihin, joita ei ole tarkoitus hoitaa.

Elävät elektrodit ovat tarkempia

Uusilla elektrodeilla stimulaatio voidaan kohdentaa tarkemmin. Yhdysvalloissa Pennsylvanian yliopiston tutkijat ovat luoneet niitä geneettisesti muokatuista hermosoluista, jotka on saatu reagoimaan valoon.

Kokeessa 0,3 millimetriä leveiden putkien päässä kasvatettiin 10 000 solua. Putket koostuivat biohajoavasta geelistä. Solujen viejähaarakkeet, aksonit, kasvoivat putkien läpi. Kun ne ulottuivat toiseen päähän, solut olivat valmiita siirrettäväksi.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Elävät elektrodit aktivoivat aivoja

Tutkijat pystyvät nyt viljelemään valoherkkiä hermosoluja ja käyttämään niitä tiettyjen aivoalueiden stimulointiin.

Elektrodit venyvät pituutta

Tutkijat loivat elektrodeja hermosoluista, jotka oli saatu geenitekniikalla reagoimaan valoon. Solut asetettiin geeliputken suulle niin, että solujen viejähaarakkeet eli aksonit pystyivät kasvamaan putken sisään.

Solut yhdistetään

Putki siirretään aivokuoreen, jolloin aksonit muodostavat yhteydet lähimpänä putken suuta sijaitseviin hermosoluihin.

Valo aktivoi solut

Nyt syvällä olevia aivokuoren soluja voidaan aktivoida valaisemalla elektrodisoluja. Valaisu hoidetaan mikrosirulla, jossa on pieniä led-valoja.

Tutkijat istuttivat putkia rottien aivokuoreen ja antoivat aksonien muodostaa yhteyksiä aivosoluihin. Kun hermosolut tämän jälkeen valaistiin, ne aktivoivat tarkasti putken toisessa päässä sijaitsevat solut.

Putkien pituutta vaihtelemalla tutkijat voivat kohdistaa stimulaation juuri oikeaan kohtaan syvällä aivokuoressa.

Aivojen ja tietokoneen liitos

Uusi tekniikka voi johtaa parempaan viestintään aivojen ja tietokoneen välillä, koska signaalit kulkevat myös potilaan omista aivosoluista muokattuihin hermosoluihin. Tämä voisi auttaa esimerkiksi halvaantuneita potilaita hallitsemaan tietokoneita ja proteeseja.