Фотосурет: University of California San Francisco сайтынан алынған
Калифорния университетінің Сан-Франциско, Санта-Крус және Беркли қалаларындағы зерттеушілері эпилепсияны емдеудің жаңа әдісін ойлап тапты. Олар жарық импульстарын пайдалана отырып, нейрондардағы ұстама сынды аурудың емін анықтады.
Зерттеушілер бұл әдісті эпилепсиямен ауыратын науқастардың емдеу барысында алынған ми тіндерін зерттеу арқылы жасады. Олар болашақта осы техниканың хирургиялық араласу орнын басатынына, яғни мидағы ұстамалар орын алатын тіндерді алып тастаудың орнына, инвазивті емес шешім болатынына үміттенеді. Жоба авторлары оптогенетика деп аталатын әдісті қолданды. Бұл әдіс микроорганизмдерден алынған жарыққа сезімтал гендерді мидың нақты нейрондарына енгізу үшін зиянсыз вирусты пайдаланады. Осылайша бұл нейрондарды жарық импульстары арқылы «қосу» немесе «өшіру» мүмкін болады. Бұл адам миының тірі тіндеріндегі ұстамалардың белсенділігін бақылау үшін оптогенетиканы қолданудың алғашқы көрсеткіші. Бұл әдіс басқа да неврологиялық ауруларды емдеуге жол ашады.
«Бұл эпилепсияны және басқа да жағдайларды емдеудің қуатты жаңа әдісіне үлкен қадам жасайды», – дейді зерттеу авторы Томаш Новаковски Nature Neuroscience журналында жарияланған материалында.
Ғалымдар ми тінін бірнеше аптаға созылған зерттеулер барысында тірі күйде сақтау үшін бас сүйек ішіндегі жағдайларды имитациялайтын орта құрды. Джон Эндрюс, медицина докторы және нейрохирургия резиденті, миды қоршап тұрған цереброспинальды сұйықтыққа ұқсас қоректік ортаға тіндерді орналастырды. Калифорния университетінің биомолекулярлық инженері Дэвид Шаффер гендерді қажетті нейрондарға дәл жеткізе алатын ең тиімді вирусты тапты. Эндрюс нейрондардың электрлік разрядтарын тіркеу үшін мидың кесіндісін электродтар төсенішіне қойды. Ұстамасыз ми қалыпты жұмыс істегенде, нейрондар әртүрлі уақытта және жиілікте әлсіз сигналдар жібереді. Алайда ұстама кезінде бұл сигналдар бір мезетте электрлік «жарылыстарға» айналады, бұл мидың кездейсоқ «сөйлесуін» басып тастайды. Зерттеушілер жарық импульстары арқылы нейрондардың осы жарылыстарын болдырмауды көздеді.
Қашықтан басқарылатын тәжірибелер
Зерттеушілер тіндерге зиян келтірмей эксперименттер жүргізу үшін жаңа әдістерді қолданды. Кішкентай электр өлшегіштер нейрондардың электрлік белсенділігін анықтау үшін өте тығыз орналастырылды. Мирча Теодореску, электротехника және компьютерлік техника кафедрасының доценті, қашықтан басқару жүйесін жасап, нейрондардың белсенділігін бақылау және жарық импульстарын жеткізу процесін ұйымдастырды. Бұл бағдарламалық жасақтама топқа тәжірибелерді Санта-Крустан Сан-Франциско зертханасында жүргізуге мүмкіндік берді.
«Бұл өте ерекше ынтымақтастық болды, біз бұдан әрі де жетістіктерге жете алатынымызды көрсетті», – деді Теодореску.
Ұстамалар туралы жаңа түсініктер
Оптогенетика зерттеушілерге нақты нейрон жиынтықтарын бақылауға мүмкіндік берді. Олар ұстаманың басталуына қандай нейрондар жауапты екенін және оларды белсендіру үшін қанша жарық қажет екенін анықтады. Сондай-ақ нейрондар арасындағы өзара әрекеттестік ұстамаларды қалай басатынын көрді. Калифорния университетінің неврологиялық хирургия кафедрасының меңгерушісі Эдвард Чанг бұл жаңалықтардың эпилепсиямен ауыратын адамдарды емдеуде төңкеріс жасай алатынын атап өтті. «Болашақта мұндай инвазивті операцияларды қажет етпейміз деп сенемін. Біз адамдарға олардың ұстамаларын нәзік және тиімді бақылауды ұсынамыз», – деді Чанг.
Назым МАЛИККЫЗЫ