चुंबकीय nanodiscs सक्रिय किया जा सकता है द्वारा एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करने, एक अनुसंधान उपकरण के अध्ययन के लिए तंत्रिका प्रतिक्रियाओं — ScienceDaily


इसके अलावा करने के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए बिजली और रासायनिक उत्तेजनाओं, कई शरीर की तंत्रिका कोशिकाओं में भी प्रतिक्रिया करने के लिए यांत्रिक प्रभाव, के रूप में इस तरह के दबाव या कंपन । लेकिन इन प्रतिक्रियाओं में किया गया है के लिए और अधिक कठिन करने के लिए शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया गया है क्योंकि कोई आसानी से चलाया विधि उत्प्रेरण के लिए इस तरह के यांत्रिक उत्तेजना की कोशिकाओं. अब, एमआईटी में शोधकर्ताओं ने और कहीं और पाया है एक नई विधि करने के लिए है कि बस.

खोज की पेशकश कर सकता है की ओर एक कदम के नए प्रकार के चिकित्सीय उपचार के लिए इसी तरह के विद्युत आधारित neurostimulation इस्तेमाल किया गया है कि इलाज के लिए पार्किंसंस रोग और अन्य शर्तों । उन लोगों के विपरीत सिस्टम की आवश्यकता है, जो एक बाहरी तार कनेक्शन, नई प्रणाली के लिए किया जाएगा पूरी तरह से संपर्क के बाद नि: शुल्क एक प्रारंभिक इंजेक्शन के कणों सकता है, और सक्रिय किया जा होगा पर के माध्यम से एक बाह्य लागू चुंबकीय क्षेत्र.

ढूँढना है कि रिपोर्ट जर्नल में एसीएस नैनोमें , एक पत्र के द्वारा पूर्व एमआईटी postdoc Danijela Gregurec, सिकंदर Senko पीएचडी ’19, एसोसिएट प्रोफेसर Polina Anikeeva, और नौ अन्य लोगों पर एमआईटी, पर बोस्टन के ब्रिघम और महिला अस्पताल, और स्पेन में.

नई विधि को खोलता है, एक नया मार्ग की उत्तेजना के लिए तंत्रिका कोशिकाओं को शरीर के भीतर है, जो अब तक लगभग पूरी तरह से पर भरोसा किया, या तो रासायनिक रास्ते के माध्यम से, दवाइयों के उपयोग, या पर बिजली के रास्ते में की आवश्यकता है, जो आक्रामक तारों वितरित करने के लिए वोल्टेज शरीर में. इस यांत्रिक उत्तेजना, को सक्रिय करता है जो पूरी तरह से अलग संकेत दे रास्ते के भीतर न्यूरॉन्स खुद को प्रदान कर सकता है एक महत्वपूर्ण क्षेत्र के अध्ययन, शोधकर्ताओं का कहना है.

“एक बारे में दिलचस्प बात यह तंत्रिका तंत्र है कि न्यूरॉन्स वास्तव में कर सकते हैं का पता लगाने के बलों,” Senko कहते हैं. “यही कारण है कि अपने स्पर्श की भावना से काम करता है, और यह भी अपने की भावना, सुनवाई और संतुलन।” टीम लक्षित एक विशेष समूह के न्यूरॉन्स के भीतर एक संरचना के रूप में जाना जाता पृष्ठीय रूट नाड़ीग्रन्थि है, जो रूपों के बीच एक अंतरफलक के मध्य और परिधीय तंत्रिका प्रणाली, क्योंकि इन कोशिकाओं को विशेष रूप से संवेदनशील हैं करने के लिए यांत्रिक बलों.

आवेदन की तकनीक हो सकता है उन लोगों के लिए समान विकसित किया जा रहा के क्षेत्र में bioelectronic दवाओं, Senko कहते हैं, लेकिन उन इलेक्ट्रोड की आवश्यकता है कि कर रहे हैं आमतौर पर बहुत बड़ा है और की तुलना में stiffer न्यूरॉन्स प्रेरित किया जा रहा है, को सीमित अपने सटीक और कभी कभी हानिकारक कोशिकाओं.

कुंजी करने के लिए नई प्रक्रिया का विकास किया गया है मामूली डिस्क के साथ एक असामान्य चुंबकीय संपत्ति है, जो कर सकते हैं के कारण उन्हें शुरू करने के लिए फहराता अधीन जब एक निश्चित करने के लिए की तरह बदलती चुंबकीय क्षेत्र. हालांकि कण खुद को कर रहे हैं केवल या तो 100 नैनोमीटर भर में, मोटे तौर पर एक सौवां के आकार के न्यूरॉन्स वे कोशिश कर रहे हैं को प्रोत्साहित करने के लिए, वे बनाया जा सकता है, और इंजेक्शन में बड़ी मात्रा में है, इसलिए है कि सामूहिक रूप से उनके प्रभाव काफी मजबूत है को सक्रिय करने के लिए सेल के दबाव रिसेप्टर्स. “हम नैनोकणों है कि वास्तव में बलों का उत्पादन है कि कोशिकाओं का पता लगा सकते हैं और करने के लिए जवाब है,” Senko कहते हैं.

Anikeeva का कहना है कि पारंपरिक चुंबकीय नैनोकणों की आवश्यकता होगी impractically बड़ा चुंबकीय क्षेत्र के लिए सक्रिय किया जा सकता है, तो सामग्री खोजने प्रदान कर सकता है कि पर्याप्त बल के साथ सिर्फ मध्यम चुंबकीय सक्रियण गया था “एक बहुत ही कठिन समस्या है।” समाधान साबित करने के लिए एक नई तरह की चुंबकीय nanodiscs.

इन डिस्क, जो कर रहे हैं के सैकड़ों नैनोमीटर व्यास में होते हैं, एक भंवर विन्यास के परमाणु spins वहाँ रहे हैं जब कोई बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है । इस बनाता है कणों के व्यवहार के रूप में यदि वे नहीं थे चुंबकीय बनाने, सभी में उन्हें असाधारण स्थिर समाधान में. जब इन डिस्क के अधीन कर रहे हैं एक बहुत ही कमजोर बदलती चुंबकीय क्षेत्र के कुछ millitesla के साथ, एक कम आवृत्ति के कई हर्ट्ज, वे स्विच करने के लिए है, जहां एक राज्य के आंतरिक spins कर रहे हैं सभी में गठबंधन डिस्क विमान है. यह अनुमति देता है इन nanodiscs के रूप में कार्य करने लीवर — wiggling के साथ ऊपर और नीचे की दिशा के क्षेत्र ।

Anikeeva है, जो एक एसोसिएट प्रोफेसर के विभागों में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग और मस्तिष्क और संज्ञानात्मक विज्ञान, कहते हैं, इस काम को जोड़ती है, कई विषयों, सहित नए रसायन शास्त्र है कि नेतृत्व के विकास के लिए इन nanodiscs के साथ-साथ विद्युत चुम्बकीय प्रभाव और काम पर जीव विज्ञान के neurostimulation.

टीम पहले माना जाता था का उपयोग कर के कणों को एक चुंबकीय धातु मिश्र धातु प्रदान कर सकता है कि आवश्यक बलों, लेकिन इन नहीं कर रहे थे biocompatible सामग्री, और वे बेहद महंगे थे । शोधकर्ताओं ने पाया एक तरह का उपयोग करने के लिए कणों से बना hematite, एक सौम्य लोहे के आक्साइड, जो कर सकते हैं के रूप में आवश्यक डिस्क आकार । के hematite था तो में परिवर्तित मैग्नेटाइट है, जो चुंबकीय गुण वे की जरूरत है और के लिए जाना जाता है हो सकता है सौम्य शरीर में. यह रासायनिक परिवर्तन से हेमटिट करने के लिए मैग्नेटाइट नाटकीय रूप से बदल जाता है एक रक्त-लाल ट्यूब के कणों के लिए जेट काले ।

“हम था कि पुष्टि करने के लिए इन कणों वास्तव में समर्थित यह वास्तव में असामान्य स्पिन राज्य, इस भंवर,” Gregurec कहते हैं. वे पहली बार बाहर की कोशिश की नव विकसित नैनोकणों और साबित कर दिया है, का उपयोग कर होलोग्राफिक इमेजिंग सिस्टम द्वारा ही प्रदान की जाती सहयोगियों, स्पेन में है कि कणों वास्तव में क्या प्रतिक्रिया उम्मीद के रूप में, उपलब्ध कराने के लिए आवश्यक बलों के लिए प्रतिक्रियाओं प्रकाश में लाना से न्यूरॉन्स. परिणाम आया था देर से दिसंबर में और “हर कोई सोचा था कि एक क्रिसमस मौजूद है,” Anikeeva याद करते हैं, “जब हम हमारी पहली होलोग्राम, और हम वास्तव में देखते हैं कि क्या हम सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की है और रासायनिक संदिग्ध वास्तव में था, शारीरिक रूप से सच है।”

काम अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, वह कहते हैं । “यह एक बहुत ही पहला प्रदर्शन है कि यह संभव है का उपयोग करने के लिए इन कणों transduce को बड़ी ताकतों के लिए झिल्ली न्यूरॉन्स के क्रम में उन्हें प्रोत्साहित करने के लिए.”

वह कहते हैं, “खोलता है कि एक पूरे क्षेत्र की संभावनाओं. … इसका मतलब यह है कि कहीं भी तंत्रिका तंत्र में है, जहां कोशिकाओं के प्रति संवेदनशील हैं, यांत्रिक बलों, और है कि अनिवार्य रूप से किसी भी अंग में, हम कर सकते हैं अब मिलाना के समारोह है कि अंग है.” लाता है कि विज्ञान एक कदम और करीब है, वह कहते हैं, के लक्ष्य के लिए bioelectronic चिकित्सा प्रदान कर सकते हैं कि उत्तेजना के स्तर पर अलग-अलग अंगों या शरीर के भागों के लिए आवश्यकता के बिना दवाओं या इलेक्ट्रोड.



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