ابداع یک ترکیب حساس به نور برای تعدیل فعالیت نورون‌ها

ايسنا/ پژوهشگران ايتاليايي، ترکيب جديدي ابداع کرده‌اند که نسبت به نور حساس است و مي‌تواند به تعديل فعاليت نورون‌ها کمک کند. فناوري‌هاي نوري که مي‌توانند براي تعديل فعاليت‌هاي نوروني مورد استفاده قرار بگيرند، امکان پژوهش در حوزه علوم اعصاب و زيست‌شناسي را فراهم مي‌کنند. ابزار نوري، به متخصصان علوم اعصاب امکان مي‌دهند تا نورون‌ها يا نواحي خاصي از مغز را تحريک و مهار کنند. اين ابزار را مي‌توان براي بررسي عملکرد مدارها يا نواحي خاصي از مغز و همچنين شناسايي درمان‌هاي احتمالي جديد براي بيماري‌هاي عصبي و رواني به کار برد. پژوهشگران "موسسه فناوري ايتاليا"(IIT) و "دانشگاه پلي‌تکنيک ميلان"(Polytechnic University of Milan)، اخيرا نوعي ترکيب جديد حساس به نور ابداع کرده‌اند که مي‌توان از آن براي ساخت حسگرهاي فتوسوئيچ استفاده کرد. اين ترکيب جديد موسوم به "زياپين 2"(Ziapin2) مي‌تواند در ساخت حسگرهايي به کار برود که دماي آنها هنگام برخورد با نور مرئي، افزايش نمي‌يابد. اين ترکيب جديد مي‌تواند حد فاصلي را ميان لايه پلاسما ايجاد کند که دوام بالايي دارد و ظرفيت آن را افزايش مي‌دهد. "گوگليلمو لانزاني"(Guglielmo Lanzani)، از پژوهشگران اين پروژه گفت: پژوهش ما با الهام از دو بررسي انجام شده است. نخستين بررسي، با استفاده از مولکول‌هاي فتوکروميک براي جذب نور در سلول‌هاي زنده صورت مي‌گيرد و دومين بررسي نيز ايجاد تغيير در غشاي نورون و ظرفيت الکتريکي آن براي ذخيره شارژ است که به تحريک سلول منجر مي‌شود. مولکول‌هاي فتوکروميک مي‌توانند شکل خود را پس از جذب نور تغيير دهند. اين تغيير، برخي از ويژگي‌هاي آنها از جمله اثرات فضايي، رنگ و ويژگي‌هاي الکتريکي را تحت تاثير قرار مي‌دهد. اين ويژگي‌ها هنگام بررسي روي غشاي نورون، به مولکول‌هاي فتوکروميک امکان دادند تا مانند کليدهاي مکانيکي عمل کنند و با جذب نور و تغيير ظرفيت الکتريکي، به تعديل ضخامت غشاي نورون بپردازند. اين روش نهايتا مي‌تواند ظرفيتي را براي عملکرد نورون‌ها ايجاد کند. لانزاني ادامه داد: روش‌هايي که در اين پژوهش به کار رفتند، به ما امکان دادند تا به يک مکانيسم تحريک غير حرارتي دست يابيم و حساسيت نسبت به نور را در سلول‌ها و بافت‌هاي زنده ايجاد کنيم. روش ما، غير ژنتيکي است يعني بدون ژن‌درماني انجام مي‌شود و اصلاحات شيميايي دائمي نيز در سلول انجام نمي‌دهد؛ در نتيجه ابزاري با کمترين ميزان تهاجم است. هنگامي که پژوهشگران، پالس‌هايي از نور مرئي را در نورون‌هاي حامل اين ترکيب جديد به کار گرفتند، حالتي گذرا از "بيش‌قطبي"(hyperpolarization) را در آنها مشاهده کردند. اندکي پس از اين مرحله، ديپولاريزاسيون صورت گرفت و نهايتا به ايجاد ظرفيت‌هاي جديدي منجر شد. "فابيو بنفناتي"(Fabio Benfenati)، از پژوهشگران اين پروژه گفت: دستاورد اصلي پژوهش ما اين است که توانستيم نورون‌ها را بدون نياز به دستکاري اپتوژنتيک و دخالت مستقيم در کانال‌هاي يوني غشاي نورون تحريک کنيم. ما اين کار را با تغيير شکل غشاي نورون انجام داديم که نهايتا موجب شد نورون‌ها از نظر الکتريکي، پايداري بيشتري در تاريکي داشته باشند و انتشار آنها با کمک تحريک نوري صورت بگيرد. بنفناتي افزود: برنامه ما براي پژوهش بيشتر، دو بخش را شامل مي‌شود. ما در بخش نخست اين برنامه تلاش مي‌کنيم تا کارآيي زياپين را در تحريک مدارهاي شبکيه چشم ارتقا دهيم و در بخش دوم، سعي داريم تا زياپين، بيشتر محلول در آب باشد و مدت بيشتري در غشاي نورون باقي بماند. اين پژوهش، در مجله "Nature Nanotechnology" به چاپ رسيد. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد