Нейроны
соединились через нанотрубки
|
|
|
Биотехнологи создали
прототип протеза, напрямую соединенного с нервной системой
В попытках вылечить пациентов с патологиями и травмами нервной системы
ученые ищут виновников среди молекул и выращивают специализированные нейроны.
Впрочем, нервные клетки нужно не только вырастить, но и соединить в
структурированную и функционально полноценную систему, направить в нужном
направлении. А зачастую и выращивать ничего не нужно: нередко вполне здоровые
нейроны не могут выполнять свою роль именно из-за отсутствия связей между
отдельными клетками.
Трехмерная реальность
Исследователи из Университета Висконсин (University of Wisconsin,
Madison) изучали поведение нейронов in vitro. В отличие от ранее проведенных
многочисленных работ, команда Юй Миньжуй (Minrui Yu)
проводила эксперимент в 3D-формате. «В большинстве случаев нейробиологи
исследуют миграцию нейронов на плоскости, то есть в условиях, которые по
пространственным характеристикам не эквивалентны живой системе», - пишут авторы
нового исследования, результаты которого появились в статье Semiconductor
Nanomembrane Tubes: Three-Dimensional Confinement for Controlled Neurite
Outgrowth. Мы уже писали о том, как эксперименты в двухмерном пространстве
могут ввести в заблуждение.
Для 3D-эксперимента биотехнологи создали упорядоченную структуру из
кремниево-германиевых трубочек, в просвет которых могли поместиться длинные
отростки нервных клеток - аксоны. Тело клетки в трубочку не вмещалось. Эту
подложку биоинженеры использовали в качестве субстрата для культивирования
мышиных нервных клеток. В результате они получили микроструктуру из
перекрещивающихся нанотрубочек, внутри которых находились аксоны, а тела
нейронов оставались за пределами трубочек - в «узлах» нервно-полупроводниковой
сети.
Биоинженеров удивило то, что нейроны самостоятельно (без всякого
внешнего воздействия) пытались протиснуться в «коридоры» трубочек и достаточно
точно, хотя и не всегда, повторяли извилистую топографию микроструктуры. «Мы
знали, что нейроны обладают «поисковым инстинктом, - говорят ученые. -
Результаты этого эксперимента означают, что мы можем структурировать живые
нейроны в заданном порядке, заставлять их встраиваться в сложные геометрические
структуры».
Специалисты полагают, что на основе таких полупроводниково-нервных
структур можно создать полноценный интерфейс между нервными клетками и
электроникой. Если задумка биотехнологов станет реальностью, то медики смогут
напрямую связывать нервную систему человека с протезами. Это позволит
парализованным пациентам с травмами спинного мозга вновь обрести способность к
движению.
«Кремниево-германиевая трубочка по физиологическим и электрическим
характеристикам напоминает естественную оболочку нервных волокон - миелин», -
подчеркивают авторы исследования, обращая внимание, что эта тонкость поможет не
только лечить нейроны, но и «подслушивать их электрические разговоры».
Алла Солодова
Источник: infox.ru
http://www.dislife.ru/flow/theme/12767/#more
|