Thiết bị quang sinh kiểm soát kích hoạt tế bào thần kinh

(10/01/2019)
Optogenetics giúp điều trị các rối loạn thần kinh nghiêm trọng và kiểm soát cơn đau mạn tính
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Arizona, Hoa Kỳ, đã phát triển một thiết bị quang sinh tiên tiến (Optogenetics) có thể kích thích nhiều vùng não cùng một lúc và kiểm soát cường độ ánh sáng phát ra. Thiết bị thu nhỏ không dây và không có pin, và các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nó sẽ mở đường giúp điều trị các rối loạn thần kinh nghiêm trọng và kiểm soát cơn đau mạn tính.


Ảnh minh họa


Optogenetic gồm việc nạp các tế bào thần kinh cụ thể với các protein được gọi là opsin, có thể kích thích tế bào thần kinh hoạt động khi tiếp xúc với ánh sáng. Hiện tại, kỹ thuật này chủ yếu là một công cụ nghiên cứu để giúp các nhà khoa học tìm ra cách thức hoạt động của bộ não. Theo ông Philipp Gutruf, một nhà nghiên cứu tham gia vào nghiên cứu này: “ Chúng tôi tạo ra những công cụ này để hiểu các phần khác nhau của bộ não hoạt động như thế nào”. Ưu điểm của optogenetic là bạn có thể nhắm mục tiêu vào các nhóm tế bào thần kinh cụ thể và tìm hiểu chức năng và mối quan hệ của chúng trong toàn bộ não.

Kỹ thuật này cũng có tiềm năng trị liệu rất lớn. Ví dụ, trong tương lai, các bác sĩ lâm sàng có thể sử dụng nó để kích hoạt tế bào thần kinh giúp khôi phục chuyển động ở những bệnh nhân bị liệt hoặc vô hiệu hóa các tế bào thần kinh gây đau. Tuy nhiên, sử dụng ánh sáng kích thích đến não một cách chính xác và thuận tiện vẫn còn là một rào cản.

Cho đến nay, các thiết bị optogenetic còn cồng kềnh, có thể nhìn thấy rõ ràng từ hộp sọ và chỉ cho phép các nhà nghiên cứu kích thích một khu vực não tại một thời điểm. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng chưa thể thay đổi tần số hoặc cường độ ánh sáng, điều này làm hạn chế mức độ kiểm soát của bác sĩ lâm sàng.

Thiết bị optogenetic mới này giải quyết những thiếu sót đó, và có thể giúp mở đường cho các ứng dụng lâm sàng. Ông Gutruf cho biết: “Chúng tôi có thể thực hiện kiểm soát kỹ thuật số với cường độ và tần số của ánh sáng được phát ra, và các thiết bị rất nhỏ, do đó chúng có thể được cấy dưới da đầu. Chúng tôi cũng có thể kích thích độc lập nhiều vị trí trong não của cùng một đối tượng, điều trước đây chưa thể làm được”.

Bằng cách điều chỉnh cường độ ánh sáng phát ra từ thiết bị, các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát các tế bào thần kinh chịu ảnh hưởng của nó, vì ánh sáng mạnh hơn sẽ thâm nhập sâu hơn vào mô. Thiết bị này không có dây và pin, được cung cấp năng lượng từ các từ trường dao động bên ngoài và có thể được cấy ghép qua một quy trình phẫu thuật đơn giản.

Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng theo tính toán, thiết bị không bị hỏng theo thời gian, có nghĩa là sẽ không cần thay thế thường xuyên, không giống như các thiết bị cấy ghép hiện có như máy tạo nhịp tim. Theo ông Gutruf , “Trong tương lai, kỹ thuật này có thể cung cấp các thiết bị cấy ghép không pin, kích thích không bị gián đoạn mà không cần phải tháo hoặc thay thế thiết bị, giúp giảm các phẫu thuật xâm lấn hơn so với các máy tạo nhịp tim hoặc các kỹ thuật kích thích hiện tại.

 

Đoàn Nga
Theo medgadget


Tin khác