Ultrasound akan membantu mengendalikan otak

Dalam salah satu publikasi ilmiah yang terkenal muncul artikel dari tim ilmuwan yang mengabdikan diri pada karya baru mereka - spesialis berhasil mengendalikan tindakan cacing gelang dengan gen khusus, yang mempengaruhi mereka dengan ultrasound.

Kepala kelompok ilmiah Stuart Ibsen dari California menjelaskan bahwa gelombang ultrasonik dengan frekuensi rendah, menyebar melalui tubuh, hampir tidak berserakan, yang membedakannya dari cahaya. Fitur ini bisa bermanfaat, misalnya saat merangsang bagian dalam otak.

Tim Ibsen mampu mengendalikan aksi cacing gelang transgenik dengan bantuan gelombang ultrasonik dan gelembung udara yang ada di cacing yang mengelilingi media nutrisi.

Para ilmuwan telah mengubah genom cacing gelang sedemikian rupa sehingga sel saraf mereka menjadi rentan terhadap perintah yang dikirim ultrasound. Untuk mencapai hal ini, para spesialis mampu mengenalkan gen TRP-4 ke dalam cacing DNA. Gen khusus ini berisi "panduan" tertentu untuk merakit molekul protein yang tidak biasa yang terletak di permukaan neuron, dialah yang bertanggung jawab atas persepsi ultrasound oleh cacing gelang dan memungkinkan pengendalian tindakan mereka. Protein semacam itu berfungsi sebagai semacam saluran yang melewati ion-ion tertentu (dalam kasus cacingan, saluran ion terbuka untuk kalsium), yang menyebabkan sel-sel otak menjadi lebih aktif.

Ketika ultrasound menyerang molekul protein, saluran terbuka dan sel mengeluarkan dorongan listrik. Berkat ini, para ilmuwan mampu mengendalikan pekerjaan tidak hanya sel individu, tapi juga seluruh otak cacing. Selain ultrasound, gelembung udara, dimana lapisan lemak khusus dan cat diaplikasikan, mempengaruhi perilaku cacing. Gelembung semacam itu membantu mengaktifkan neuron tertentu. Sebagai hasil ultrasound, para ilmuwan memaksa cacing tersebut bergerak ke arah yang berlawanan, untuk berbalik pada sudut yang akut atau tidak terungkap sama sekali.

Metode yang sama untuk mengendalikan operasi otak disebut sonogenetics dan saat ini hanya bisa diterapkan pada cacing. Tapi, menurut ilmuwan dimungkinkan untuk menyesuaikan metode ini tidak hanya dengan hewan lain, tapi juga untuk manusia, meski ada banyak kesulitan dalam perjalanan menuju tujuan ini.

Agar metode ini berhasil, perlu diperkenalkan gen TRP-4 ke sel-sel tertentu dari gelembung tubuh dan udara ke dalam sistem peredaran darah. Spesialis menyarankan bahwa sistem unik semacam itu akan membantu orang-orang cacat di otak, misalnya, dengan epilepsi.

Sekarang para ilmuwan perlu memeriksa apakah teknik ini bekerja dalam kasus mamalia. Saat ini, kelompok Ibsen telah memulai penelitian tentang hewan pengerat dan jika eksperimen berhasil, sonogenetics dapat disesuaikan untuk bekerja dengan manusia. Para ahli yakin bahwa mereka akan dapat menemukan metode pengelolaan sel "contactless".

Omong-omong, ultrasound telah digunakan oleh para ilmuwan untuk merangsang otak, bahkan digunakan untuk mengobati penyakit tertentu, namun kelompok Ibsen adalah orang pertama yang berhasil mengaktifkan sel individual dengan gelombang ultrasonik.