2020年7月21日
除了应对电气和化学刺激,许多人体神经细胞也可以响应力学效应,如压力或振动。
但这些反应更困难的人员学习,因为没有容易控制等方法诱导细胞的机械刺激。现在,麻省理工学院和其他地方的研究人员发现了一种新方法。
这一发现可能提供一个一步新的治疗治疗,类似于使用基于电神经刺激治疗帕金森病和其他条件。
与这些系统需要一个外部导线连接,这个新系统将完全无接触充电成为一个初始注射后的粒子,和可以激活通过一个外部磁场应用。欧洲杯猜球平台
这一发现发表在《华尔街日报》ACS Nano的一篇论文中,前麻省理工学院博士后Danijela Gregurec,亚历山大Senko博士”19日,波琳娜Anikeeva副教授,9人在麻省理工学院,波士顿布莱根妇女医院,和在西班牙。
的新方法开辟了新的途径刺激体内的神经细胞,到目前为止几乎完全依赖于化学途径,通过使用药品、或电气通路,需要侵入性的电线提供电压进入身体。
这个机械刺激,激活神经元内完全不同的信号通路,可以提供一个重要的研究领域,研究人员说。
“一个有趣的关于神经系统的神经元可以检测力量,”Senko说。“这是你的触觉是如何工作的,以及你的听觉和平衡。”
团队目标群特别的结构称为背根神经节内的神经元,形成中央和周围神经系统之间的接口,因为这些细胞特别敏感的机械力。
这项技术的应用可以类似领域的开发bioelectronic药品,Senko说,但这些要求电极,通常是更大的和更严格的比神经元受到刺激,限制他们的精度,有时损害细胞。
新工艺的关键是发展中极小的光盘,一个不同寻常的磁性,这可能会导致他们开始飘扬时受到某种不同的磁场。
尽管纳米粒子本身只有10欧洲杯猜球平台0左右,大约100的大小神经元他们试图刺激,他们可以和大量注入,这样集体的影响足以激活受体细胞的压力。“我们实际上使纳米粒子,产生欧洲杯猜球平台力量,细胞可以检测和应对,”Senko说。
Anikeeva说,传统的磁性纳米颗粒还需要大磁场被激活,因此,寻找材料,可以提供足够的力量欧洲杯猜球平台只有温和的磁激活是“一个非常困难的问题。”欧洲杯足球竞彩The solution proved to be a new kind of magnetic nanodiscs.
这些光盘直径数百纳米,包含原子旋转的漩涡配置在没有外部磁场应用。这使得粒子表现得好像他们没有磁性欧洲杯猜球平台,使他们非常稳定的解决方案。
当这些光盘受到几毫伏特斯拉的磁场很弱不同,几赫兹的低频,开关状态的内部旋转圆盘平面上都是一致的。这使得这些nanodiscs作为杠杆,上下摆动的方向。
Anikeeva,副教授在材料科学与工程部门和脑与认知科学,说这工作结合了多个学科,包括新的化学反应,导致开发这些nanod欧洲杯足球竞彩isc欧洲杯线上买球s,电磁效应和生物学神经刺激。
团队首先考虑使用粒子的磁性金属合金,可以提供必要的力量,但是这些并欧洲杯猜球平台不是生物相容性材料,并且非常昂贵。欧洲杯足球竞彩研究人员发现一种利用粒子由赤铁矿,良性的氧化铁,可以形成所需的阀瓣的形状欧洲杯猜球平台。
赤铁矿是转化为磁铁矿,所需的磁性和在体内被认为是良性的。这种化学物质急剧转换从赤铁矿、磁铁矿粒子乌黑的血红色的管。欧洲杯猜球平台
“我们必须确认这些粒子确实支持这真的不寻常的自旋状态,这个漩涡欧洲杯猜球平台,“Gregurec说。他们第一次尝试了新开发的纳米颗粒和证明,使用全息成像系统提供的同事在西班牙,粒子确实像预期的欧洲杯猜球平台反应,提供必要的力量从神经元引起反应。
结果12月下旬,“每个人都认为这是一个圣诞礼物,”Anikeeva回忆说,“当我们第一次全息图,我们可以看到,我们已经从理论上预测和化学疑似是身体真的。”
工作仍处于初级阶段,她说。“这是一个非常第一个证明可以使用这些粒子转导大部队神经元的膜,以刺激他们。”欧洲杯猜球平台
她补充道“打开整个领域的可能性……这意味着任何地方在神经系统细胞敏感的机械部队,基本上任何器官,我们现在可以调节的功能器官。”
让科学更近了一步,她说,欧洲杯线上买球bioelectronic医学的目的,可以提供刺激的个人身体的器官或部位,不需要药物或电极。
这项工作是由美国国防高级研究计划局的支持,国家精神卫生研究所,国防部,美国空军科学研究办公室,国防科学与工程研究生奖学金。欧洲杯线上买球
来源:https://www.mit.edu/