کنترل فعالیت مغز با میدان‌های مغناطیسی

به گزارش همشهری آنلاین، تکنیک مگنتوژنتیک یعنی کنترل فعالیت‌های مغز با میدان‌های مغناطیسی نوعی ژن‌درمانی را به نورون‌های هدف ارائه می‌دهد و از میدان‌های مغناطیسی برای فعال یا مهارکردن آنها استفاده می‌کند. همچنین امکان دست‌کاری دقیق بدون روش‌های تهاجمی را نیز فراهم می‌آورد. در مطالعات روی موش‌ها، این رویکرد با موفقیت توانست مشکلات حرکتی مرتبط با پارکینسون را کاهش دهد.

مرز جدیدی در مدولاسیون مدار مغز

تحقیقات در خصوص فعالیت‌های مغز در آینده باهدف بررسی کاربردهای بالینی برای اختلالات روان‌پزشکی و درد مزمن، مرز جدیدی در مدولاسیون مدار مغز به وجود خواهد آورد.
بر اساس مطالعه پیش‌بالینی محققان در پزشکی ویل کورنل، دانشگاه راکفلر و دانشکده پزشکی ایکان در کوه سینا، یک فناوری جدید کنترل مدارهای خاص مغز را به‌صورت غیرتهاجمی با میدان‌های مغناطیسی امکان‌پذیر می‌کند.

ابزاری قدرتمند برای مطالعه مغز

این فناوری به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای مطالعه مغز و به‌عنوان پایه‌ای برای درمان‌های عصبی و روان‌پزشکی آینده برای بیماری‌هایی مانند بیماری پارکینسون، افسردگی، چاقی و درد پیچیده، نویدبخش است.
محققان آزمایش‌هایی را روی موش‌ها انجام دادند که نشان می‌داد می‌تواند جمعیت‌های انتخابی نورون‌ها را روشن یا خاموش کند و تأثیرات واضحی بر حرکات حیوانات داشته باشد. در یک آزمایش، آنها از آن برای کاهش حرکات غیرطبیعی در مدل موش مبتلا به بیماری پارکینسون استفاده کردند.

تنظیمات بالینی

دکتر مایکل کاپلیت، نویسنده ارشد این مطالعه، پروفسور و معاون اجرایی جراحی مغز و اعصاب در پزشکی ویل کورنل و مدیر جراحی اختلالات حرکتی می‌گوید: ما تصور می‌کنیم فناوری مغناطیس زایی ممکن است روزی برای استفاده بیماران در طیف وسیعی از تنظیمات بالینی در مرکز پزشکی نیویورک-پرسبیتریان مورداستفاده قرار گیرد.

به گزارش سایت neurosciencenews این مطالعه با همکاری آزمایشگاه دکتر کاپلیت و آزمایشگاه‌های دکتر جفری فریدمن، استاد مرلین ام. سیمپسون در آزمایشگاه ژنتیک مولکولی در دانشگاه راکفلر، دکتر سارا استنلی و استادیار گروه پزشکی در دانشکده پزشکی Icahn در کوه سینا انجام شد. اولین نویسنده این مطالعه نیز دکتر سانتیاگو اوندا، محقق فوق دکتری در آزمایشگاه دکتر کاپلیت بود.

ضرورت رساندن پالس‌های نور به مغز

کنترل مدارهای مغز در زمان واقعی، به‌گونه‌ای که به حیوانات یا انسان‌ها اجازه می‌دهد تا به طور عادی در اطراف حرکت کنند، یک هدف اصلی برای دانشمندان علوم اعصاب بوده است، اما بسیار چالش‌برانگیز است. برای مثال در آزمایشگاه، فناوری اپتوژنتیک می‌تواند نورون‌های منتخب را بلافاصله با پالس‌های نور روشن یا خاموش کند، اما به یک دستگاه تهاجمی برای رساندن آن پالس های نور به مغز در کلینیک، تحریک عمیق مغز اجازه تعدیل نواحی مغز را می‌دهد. اما این موضوع نیز به یک دستگاه کاشت دائمی نیاز دارد.

فناوری مغناطیس زایی

دکتر فریدمن و دکتر استنلی پس از انجام کارهای اولیه بر فناوری مغناطیس زایی به‌عنوان جایگزینی برای دیگر رویکردها، نیروهای خود را با دکتر کاپلیت، پیشگام درمان‌های ژنی هدفمند مغز، برای توسعه روشی از این نوع با پتانسیل برای کاربردهای بالینی ادغام کردند.

روشن یا خاموش‌کردن نورون‌های آسیب‌دیده

رویکرد به‌دست‌آمده از تکنیک‌های ژن‌درمانی برای تحویل یک پروتئین کانال یونی مهندسی شده به نوع موردنظر نورون استفاده می‌کند. پروتئین کانال یونی معمولاً به‌عنوان یک سوئیچ برای روشن یا خاموش‌کردن نورون‌های آسیب‌دیده عمل می‌کند و به میدان مغناطیسی حساس است؛ زیرا حاوی یک پروتئین آنتی‌بادی مانند است که به یک پروتئین به دام‌گیر آهن طبیعی به نام فریتین می‌چسبد.

این تیم ژن‌درمانی برای کانال‌های حساس مغناطیسی را به نورون‌های خاص در یک منطقه کنترل‌کننده حرکت به نام جسم مخطط در موش تزریق کردند. آنها سپس از میدان مغناطیسی دستگاه تصویربرداری رزونانس مغناطیسی برای فعال‌کردن نورون‌ها استفاده کردند و حرکت موش‌ها را به طور قابل‌توجهی کند و حتی منجمد کردند.