طور فريق من الباحثين طريقة غير جراحية للتحكم عن بعد في الخلايا العصبية في الدماغ باستخدام المجالات المغناطيسية، مما يفتح الباب أمام فهم أكبر لوظائف الدماغ وربما علاجات جديدة للاضطرابات العصبية.
ووفقا لما نشره موقع New Atlas نقلا عن دورية Nature Nanotechnology.
تحكم في المخ عن بعد
في دراسة حديثة، اختبر باحثون من معهد العلوم الأساسية (IBS) وجامعة يونسي في كوريا الجنوبية تقنية طوروها للتلاعب عن بعد بأجزاء معينة من الدماغ بدقة باستخدام المجالات المغناطيسية.
وصرح تشيون جين وو، الباحث في قسم الهندسة الطبية النانوية بجامعة يونسي والمشارك في الدراسة، أن "هذه هي أول تقنية في العالم للتحكم بحرية في مناطق معينة من الدماغ باستخدام المجالات المغناطيسية.
نتوقع استخدامها على نطاق واسع في الأبحاث لفهم وظائف الدماغ والشبكات العصبية الاصطناعية وتقنيات واجهة الدماغ والحاسوب ثنائية الاتجاه والعلاجات الجديدة للاضطرابات العصبية."
تقنية لاسلكية
تدعى التقنية المتطورة Nano-MIND، وهي اختصار ل Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics (واجهة مغناطيسية وراثية لعلم الأعصاب الديناميكي).
تعتمد تقنية Nano-MIND على المجالات المغناطيسية والجسيمات النانوية الممغنطة، حيث يتم تعديل أنواع معينة من الخلايا العصبية وراثيا للتعبير عن "مستقبلات مغناطيسية" تجذب الجسيمات النانوية الممغنطة المحقونة إلى سطحها.
يتم تنشيط الخلايا العصبية عندما تنحني المغناطيسات الصغيرة المرتبطة بالمستقبلات استجابة لحقول مغناطيسية دوارة منخفضة القوة للغاية يتم تطبيقها خارجيا.
تجارب على فئران المختبر
اختبر الباحثون تقنية Nano-MIND في فئران المختبر المتحركة بحرية لمعرفة ما إذا كانت قادرة على تعديل السلوك الاجتماعي والتغذية.
في إحدى التجارب، قاموا بتنشيط مستقبلات غابا المثبطة في الخلايا العصبية في المنطقة البصرية الأمامية الوسطى (mPOA) من منطقة تحت المهاد، وهي المنطقة المركزية للتربية.
عندما تم تنشيط الخلايا العصبية في الفئران الإناث غير الأمومية، تم تعزيز سلوكيات الرعاية بشكل كبير، مع زيادة أكثر من أربعة أضعاف في وقت الرعاية. لم تظهر الفئران الضابطة أي اهتمام بالصغار.
في تجربة أخرى، استهدف الباحثون الدوائر في منطقة تحت المهاد الجانبية، وهي منطقة معقدة في الدماغ تشارك في تنظيم العديد من العمليات الفسيولوجية، بما يشمل التغذية.
أدى تنشيط الخلايا العصبية المثبطة في هذه المنطقة إلى زيادة بنسبة 100% في الشهية وسلوكيات التغذية؛ في حين أدى تنشيط الخلايا العصبية المثيرة إلى تقليل الشهية وسلوكيات التغذية بأكثر من 50%.
تقدم في علم الأعصاب
يقول الباحثون إن تجاربهم أظهرت أن تقنية Nano-MIND يمكنها تنشيط خلايا عصبية ودوائر معينة بشكل انتقائي لتعديل وظائف الدماغ العليا، مما يمهد الطريق للتقدم في علم الأعصاب وإمكانية التطبيقات العلاجية.
وفي تعليق على الدراسة، قال بروفيسور فيليكس لوروي من معهد علوم الأعصاب بأليكانتي في إسبانيا، إن التكنولوجيا "تقدم مزايا مثل قدرات التحفيز اللاسلكي وطويلة الأمد، والتي يمكن أن تحدث ثورة في هذا المجال من خلال تمكين التلاعب الدقيق وغير الجراحي بنشاط الدماغ، بما يشمل المناطق العميقة والنائية".
ولكنه أشار إلى أن الدراسة لها حدودها، وأن هناك حاجة لمزيد من الدراسات بشأن التأثيرات طويلة المدى للتحفيز المغناطيسي الجيني الذي يمارس قوى ميكانيكية متكررة على سطح الخلية، والتي مازالت غير معروفة.
LF