Kuva näyttää punaisella koehiiren aivojen kohtaa, johon injektoitiin magneettisia nanohiukkasia. Kuva: Munshi / eLife
Kuva näyttää punaisella koehiiren aivojen kohtaa, johon injektoitiin magneettisia nanohiukkasia. Kuva: Munshi / eLife

Aivojen ärsytys sai koehiiren juoksemaan tai jähmettymään paikalleen.

Hiiren aivosoluja on ohjailtu etäältä magneettien avulla. Solujen ärsytys sai hiiren liikuttamaan raajojaan.

Koe voi ennen pitkää auttaa hermostollisten sairauksien hoidossa. Menetelmä toimii magneettilämpöärsytyksellä.

Kehittyessään menetelmä voi tarjota aivotukijoille uuden työkalun, jolla pääsee etäältä aivojen syviin osiin koskematta niihin.

Joskus ehkä voidaan ohjata tiettyjä aivojen soluja tai soluryhmiä, jotka muuttavat potilaan käytöstä halutulla tavalla.

Vaikka hiirien aivoja ärsytettiin useita kertoja, ei aivosoluihin tullut vaurioita.

Aivojen tarkka tuntemus on avaintekijä, kun halutaan kehittää hoitoja esimerkiksi aivovammoihin, Parkinsonin tautiin, halvauksiin, epilepsiaan ja myös masennukseen.

”Aivosoluja ja niiden verkostoja tutkitaan paljon. Tämä tekniikka voi auttaa työssä”, sanoo tutkija Arnd Pralle. Hän on fysiikan professorina Buffalon yliopistossa. Tutkimus julkaistiin eLifessä.

Magneettinen lämpöärsytys käyttää hyväkseen nanohiukkasia, jotka on injektoitu hermosoluihin.

Aivosolut virittyvät, kun näitä nanohiukkasia lämmitetään ulkoisella magneettikentällä. Tällöin myös aivosolujen ionikanavat avautuvat.

Kun magneettikenttää vaihdellaan ja suunnataan aivoihin, nanohiukkaset kääntyvät nopeasti. Tämä tuottaa lämpöä soluihin, avaa lämmölle herkkiä ionikanavia ja virittää solua.

Prallen ryhmä onnistui aktivoimaan hiiren aivoja kolmella eri alueella. Solujen ärsytys liikeaivokuoressa sai koehiiren juoksemaan ja kääntymään.

Kun tutkijat ärsyttivät magneettien avulla syvempiä aivoalueita, hiiret jähmettyivät paikalleen. Ne eivät kyenneet liikuttamaan raajojaan.

”Pystyimme kohdistamaan lämpöärsytyksen hyvin pieneen aivosolujen ryhmään. Alueen koko on noin sata millimetrin tuhannesosaa, mikä vastaa hiuksen leveyttä”, Pralle sanoo tiedotteessa.

Pralle sanoo, että magnettiärsytyksellä on etuja muihin aivoihin vaikuttaviin ärsytyksiin verrattuna.

Yhtä tunnettua aivojen ohjailun tekniikkaa sanotaan optogenetiikaksi. Se käyttää valoa magnetismin sijasta. Optogenetiikka käyttää kuitenkin pieniä valokuituja, jotka pitää istuttaa aivoihin.

Seuraavaksi Pralle yrittää ärsyttää magneettimenetelmällä useita hiiren aivojen alueita samaan aikaan.