Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zaprezentowali przełomowe urządzenia przenośne, które mogą zmienić sposób leczenia zaburzeń neurologicznych, w tym stwardnienia rozsianego (MS). Te urządzenia w skali mikro, owijające się wokół poszczególnych neuronów, naśladują funkcję naturalnej mieliny i przywracają sygnalizację elektryczną zakłóconą przez choroby neurodegeneracyjne. Bezbateryjne i aktywowane światłem urządzenia oferują nowy sposób monitorowania i potencjalnego modulowania aktywności neuronów w organizmie.
Syntetyczna mielina dla uszkodzonych aksonów
Według raport według Neuro Science News te maleńkie urządzenia są wykonane z miękkiego polimeru, który zwija się i przylega do aksonów i dendrytów pod wpływem światła o określonej długości fali. To unikalne działanie pozwala urządzeniu otoczyć struktury neuronowe bez uszkadzania delikatnych składników komórkowych. Zdaniem Dębliny Sarkar, szefowej laboratorium Nano-Cybernetic Biotrek Lab w MIT, projekt ten stanowi krok w kierunku stworzenia symbiotycznych interfejsów neuronowych działających na poziomie komórkowym. „Nasza technologia umożliwia bliskie interfejsy z neuronami, dostosowując się ściśle do ich złożonych kształtów” – wyjaśnia Sarkar. Owijając się wokół aksonów – „przewodów” neuronowych odpowiedzialnych za przekazywanie impulsów elektrycznych – urządzenie może działać jak syntetyczna mielina, potencjalnie przywracając funkcje uszkodzonych neuronów.
Postępy w mikroelektronice
Do stworzenia tych urządzeń do noszenia naukowcy wykorzystują azobenzen – materiał światłoczuły. Po wystawieniu na działanie określonych długości fal światła warstwy azobenzenu tworzą mikrorurki, które ściśle owijają się wokół struktur neuronowych. Główna autorka Marta JI Airaghi Leccardi, obecnie stypendystka Novartis Innovation Fellow, podkreśla, że zespół opracował technikę wytwarzania wystarczająco skalowalną, aby wyprodukować tysiące tych mikrourządzeń bez pomieszczenia czystego z półprzewodnikami. „Ten postęp oznacza, że możemy potencjalnie produkować duże ilości urządzeń mobilnych do zastosowań terapeutycznych” – mówi Leccardi.
Przyszłe zastosowania i możliwości
Badacze z MIT optymistycznie oceniają potencjał integracji tych urządzeń z zaawansowanymi czujnikami, co mogłoby otworzyć nowe ścieżki nieinwazyjnych metod leczenia mózgu. Urządzenia mogą pewnego dnia pomóc klinicystom i badaczom monitorować sygnały elektryczne, optyczne, a nawet termiczne z neuronów, oferując głębsze zrozumienie funkcjonowania mózgu. Flavia Vitale, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Pensylwanii, nazwała badania „ekscytującą podstawą” przyszłych zastosowań in vivo, w których urządzenia mogą pomóc w skuteczniejszym leczeniu chorób neurodegeneracyjnych.
