Стимуляция мозга с использованием световой терапии, улучшает психическое здоровье

0

Современные исследования в области науки о мозге подтверждают, что свет может стимулировать клетки мозга (нейроны). Эта общая область и техника называется оптогенетикой, и ученые используют ее для лучшего понимания нейронных связей, электрических импульсов и химических сигналов, возникающих в мозге.

В 2019 году Шу Чен, аспирант Калифорнийского университета в Беркли, получил премию Science & PINS Prize за Нейромодуляцию за разработку инновационного и минимально инвазивного подхода к оптогенетике, который имеет последствия для психического здоровья. Карл Дейссерот, профессор биоинженерии в Стэнфордском университете, отметил: “Чэнь и его коллеги первыми продемонстрировали, что комбинация ближнего инфракрасного света (NIR) и некоторых наночастиц может стимулировать нейроны глубоко внутри мозга”.

Оптогенетика: проливание света на мозг
До того, как ученые начали использовать свет для изучения мозга, рискованные и инвазивные процедуры, такие как хирургические вмешательства, составляли короткий список основных научных методов исследования мозга и понимания патогенеза неврологических расстройств в надежде на их лечение. Мозговые кардиостимуляторы являются квинтэссенцией этого. Изобретенное в 1987 году, это медицинское устройство было предназначено для передачи электрических импульсов в мозг пациентов с деменцией в надежде остановить заметное и измеримое снижение их когнитивных способностей. Само устройство имплантируется в мозг с помощью хирургической процедуры. Он остается одним из самых распространенных методов глубокой стимуляции мозга.

В 2005 году появилась новаторская методика под названием “оптогенетика”. Он объединил принципы как генетики, так и оптики, чтобы лучше контролировать события и наблюдать реакции внутри клеток живой ткани. Сам Дейссерот был одним из первых исследователей оптогенетики. При создании этой методики ученые модифицировали клетки мозга, чтобы они реагировали на определенные виды света, а затем перенесли генетические коды от микробов в нейроны мышей. По сути, эта модификация заставляет нейроны создавать опсин, белок, который включается и выключается, так сказать, в ответ на свет.

Затем ученые подвергли производящие опсин нейроны воздействию различных видов света, чтобы проанализировать реакцию нейронов и определить возможные паттерны, которые могут быть полезны при создании методов лечения неврологических расстройств. Используя этот более безопасный и эффективный метод, ученые могут изучить мозг более тщательно, чтобы понять его чрезвычайно сложную систему, состоящую из миллиардов взаимосвязанных нейронов, биохимических мессенджеров и электрических сигналов.

Новаторский подход к оптогенетике
Основываясь на статье Чэня , опубликованной в журнале Science, Чэнь и его команда приняли более ранний, запатентованный метод от Deisseroth и Полины Аникеевой, адъюнкт-профессора материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института (MIT). Их метод включал использование НИР-света, который может проникать глубоко в ткани мозга. Но в отличие от света видимого спектра, нейроны, продуцирующие опсин, не могут обнаружить свет NIR и поэтому не реагируют на него.

Дейссерот и Аникеева решили эту дилемму, покрыв нейроны, продуцирующие опсин, наночастицами, которые преобразуют НИР-свет в узнаваемый свет видимого спектра. Для своего эксперимента Чэнь и его команда ввели комбинацию NIR-света и наночастиц в область мозга мыши, которая, как считалось, ответственна за депрессию, чтобы стимулировать выработку дофамина, нейротрансмиттера, участвующего в удовольствии. (По теме: нейробиологи рассматривают стимуляцию мозга как альтернативное лечение депрессии). В целом, их исследования демонстрируют и выдвигают минимально инвазивный метод модуляции глубокой мозговой деятельности в надежде на лечение таких психических расстройств, как депрессия и, возможно, неврологические расстройства.

По словам Чэня, этот метод также может быть использован и дополнительно изучен в будущих исследованиях и экспериментах для создания лучших неинвазивных технологий стимуляции мозга. Дейссерот отмечает: “Исследования Чэня все еще требуют дальнейших улучшений. Тем не менее, исследования Чэня – это шаг в правильном направлении для области нейробиологии”.

Поделиться в соц сетях:

Комментарии закрыты