อัลตราซาวด์จะช่วยควบคุมสมอง

ในหนึ่งในสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ที่รู้จักกันดีเป็นบทความของทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ทุ่มเทให้กับการทำงานใหม่ของพวกเขาผู้เชี่ยวชาญสามารถควบคุมการกระทำของพยาธิตัวกลมที่มียีนพิเศษส่งผลต่ออัลตราซาวนด์ได้

หัวหน้ากลุ่มวิทยาศาสตร์ Stuart Ibsen จากรัฐแคลิฟอร์เนียได้ชี้แจงว่าคลื่นอัลตราโซนิกของคลื่นความถี่ต่ำกระจายอยู่ทั่วร่างกายแทบไม่กระจัดกระจายซึ่งแตกต่างจากแสง คุณลักษณะนี้จะมีประโยชน์เช่นเมื่อกระตุ้นส่วนลึกของสมอง

ทีมของ Ibsen สามารถควบคุมการทำงานของหนอนพยาธิตัวกลมด้วยคลื่นวิทยุและฟองอากาศที่มีอยู่ในตัวหนอนรอบ ๆ สารอาหาร

นักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนระบบจีโนมของพยาธิตัวกลมในลักษณะที่เซลล์ประสาทของพวกเขากลายเป็นอ่อนแอต่อคำสั่งที่ส่งอัลตราซาวนด์ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ผู้เชี่ยวชาญสามารถนำยีน TRP-4 มาใช้ในหนอน DNA ได้ ยีนนี้มีคำแนะนำสำหรับการรวบรวมโมเลกุลของโปรตีนที่ผิดปกติอยู่บนผิวของเซลล์ประสาทซึ่งเป็นผู้รับผิดชอบในการรับรู้อัลตราซาวนด์โดยพยาธิตัวกลมและสามารถควบคุมการกระทำได้ โปรตีนดังกล่าวเป็นชนิดของช่องทางที่ไอออนผ่านบาง (ในกรณีของหนอนช่องไอออนที่เปิดสำหรับแคลเซียม) ซึ่งเป็นสาเหตุของเซลล์สมองจะกลายเป็นใช้งานมากขึ้น

เมื่ออัลตราซาวนด์กระทบโมเลกุลโปรตีนช่องจะเปิดออกและเซลล์จะส่งแรงกระตุ้นทางไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถควบคุมการทำงานของเซลล์แต่ละเซลล์ได้ไม่เฉพาะ แต่สมองทั้งหมดของเวิร์ม นอกจากการอัลตราซาวนด์แล้วฟองอากาศซึ่งมีการใช้ชั้นไขมันและสีพิเศษมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของเวิร์ม ฟองอากาศดังกล่าวช่วยกระตุ้นเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจง นักวิทยาศาสตร์ได้บังคับให้หนอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามหันไปมองที่มุมเฉียบพลันหรือไม่ต้องคลี่คลายเลย

วิธีการเดียวกันในการควบคุมการทำงานของสมองเรียกว่า sonogenetics และในปัจจุบันก็สามารถนำไปใช้กับหนอนได้เท่านั้น แต่ตามที่นักวิทยาศาสตร์มีความเป็นไปได้ที่จะปรับวิธีการนี้ไม่เพียง แต่ให้กับสัตว์อื่น ๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงมนุษย์แม้ว่าจะมีปัญหาหลายอย่างในทางนี้

เพื่อให้วิธีการทำงานจำเป็นต้องมีการแนะนำยีน TRP-4 เข้าไปในเซลล์บางส่วนของร่างกายและฟองอากาศเข้าไปในระบบไหลเวียนโลหิต ผู้เชี่ยวชาญแนะนำว่าเช่นระบบที่ไม่ซ้ำกันจะช่วยคนพิการในสมองตัวอย่างเช่นโรคลมชัก

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องตรวจสอบว่าเทคนิคนี้ใช้ได้กับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือไม่ ปัจจุบันกลุ่ม Ibsen ได้เริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับหนูแล้วและหากการทดลองประสบความสำเร็จการสังเคราะห์เสียงจะสามารถปรับให้เข้ากับมนุษย์ได้ ผู้เชี่ยวชาญมั่นใจว่าจะสามารถหาวิธีการจัดการเซลล์แบบ "ไร้สัมผัส" ได้

โดยวิธีการอัลตราซาวนด์ได้ถูกนำมาใช้โดยนักวิทยาศาสตร์เพื่อกระตุ้นสมองแล้วก็ใช้ในการรักษาโรคบางอย่าง แต่กลุ่ม Ibsen เป็นคนแรกที่จัดการเปิดเซลล์แต่ละเซลล์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิค