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.

Euroopan avaruusjärjestön havainnekuvassä on asteroidi Didysos ja sitä kiertävä kappale, johon tutkijat törmäyttäisivät luotaimen.

Yhdysvaltain avaruusjärjestö Nasan ja Euroopan Esan tutkijat haluavat selvittää, miten asteroideja voitaisiin torjua, mutta Euroopan puolelta rahoitus on jäissä.

Kuulussa Armageddon-katastrofielokuvassa 1990-luvulta Bruce Willisin johtama tiimi lähetetään avaruuteen räjäyttämään Maata kohti syöksyvä asteroidi palasiksi.

Yhdysvaltojen ja Euroopan avaruusjärjestöjen Nasan ja Esan tutkijat suunnittelevat vähän samaa, mutta paljon pienemmässä mitassa ja ilman ydinpommeja.

Niin sanottu Aida-hanke on ollut vireillä jonkin aikaa. Nimi tulee sanoista Asteroid Impact and Deflection Assessment.

Sen tarkoitus on laukaista luotain Didymos-asteroidille, jota kiertää myös pieni kuu. Didymoksen läpimitta on 800 metriä ja sitä kiertävän kappaleen läpimitta on 150 metriä.

Tutkijat haluavat törmäyttää luotaimen tähän pienempään kappaleeseen. Ajatuksena on tutkia, miten asteroidien ratoja pystytään muuttamaan törmäyksellä.

Aida koostuisi kahdesta luotaimesta: eurooppalaisten Aim laukaistaisiin ensin ja se asettuisi kiertämään Didymosta.

Aim tekisi tärkeitä mittauksia ja sen jälkeen laukaistaisiin amerikkalaisten Dart, joka törmäisi Didymoksen kuuhun ja suistaisi sen radaltaan.

Didymos sopii kohteeksi, koska se on lähellä ja törmäyskoe ei saisi sen kuuta syöksymään Maata kohti. Didymoksen kuu on myös samaa kokoluokkaa kuin maapalloa todennäköisimmin uhkaavat asteroidit. Asiasta kertoo Nasan verkkosivu.

Uhkaavia asteroideja ei tällä hetkellä tunneta. Asteroidivyöhykkeellä on kuitenkin tuhansia ja tuhansia kappaleita, jotka voisivat mahdollisesti joskus ajautua törmäämään maapalloon.

Kiviä putoilee silloin tällöin. Kuuluisa Siperian Tunguskan räjähdys vuonna 1908 aiheutui todennäköisesti pienehkön asteroidin törmäyksestä. Vuonna 2013 Tšeljabinskin yllä räjähti meteori, joka aiheutti 1 600 ihmisen loukkaantumisen.

Tutkijat uskovat, että asteroidien törmäykseltä voidaan suojautua. Siksi Aida-hankkeen eteneminen olisi tärkeää.

”Emme ole voimattomia asteroidien edessä. Mutta meidän täytyy harjoitella niiden torjumista tosielämässä siltä varalta, että joskus joudumme oikeasti suistamaan asteroidin radaltaan”, sanoo yhdysvaltalaista osaa hankkeesta johtava Andrew Cheng tiedotteessa.

Viime joulukuussa Euroopan avaruusjärjestö Esan jäsenmaat peruivat rahoituksen toiselta hankkeeseen tarvittavalta luotaimelta

Rahat ohjattiin Marsista elämää etsivään ExoMars-hankkeeseen.

Nyt tutkijat yrittävät lobata asteroidihanketta taas henkiin.

Latviassa pidetyssä tapaamisessa tutkijat esittivät halvemman vaihtoehdon Aimin toteuttamiseksi.

Uudessa versiossa luotaimesta olisi riisuttu Didymoksen kuuhun suunniteltu laskeutuja ja poistettu tutkajärjestelmä, joka luotaisi kuun rakennetta. Hintalappu olisi nyt 210 miljoonaa.

Nasan Dart-hanke eli varsinainen törmääjä etenee eurooppalaisista huolimatta, mutta Dart ei pysty tekemään kaikkia niitä tärkeitä mittauksia, joihin Aimia tarvittaisiin.

Aimin pitäisi mitata tarkasti kappaleen massa, jotta törmäyksen vaikutukset voitaisiin myös mitata.

”Emme ole koskaan kokeilleet asteroidin työntämistä radaltaan eikä sitä voi testata laboratoriossa mitenkään. Meidän täytyy selvittää, pitävätkö simulaatiomme ja mallimme paikkansa”, kertoo Esan johtaja Jan Woerner.

Nasa rakentaa Dart-luotaintaan edelleen alkuperäisessä aikataulussa. Sen olisi tarkoitus törmätä asteroidiin vuonna 2022.

Tutkijat sanovat, että parasta olisi ollut saada Aim tekemään mittauksia samaan aikaan Dartin kanssa. Aim pystyy heidän mukaansa hoitamaan tehtävänsä myös törmäyksen jälkeen, jos hanke ylipäätään saa rahoitusta.

Koirat, joilla oli tietty muoto oksitosiiniin liittyvästä geenistä, kääntyvät herkemmin omistajansa puoleen. Sama geenivariantti löytyi myös susilta.

Aivoissa erittyvä kiintymyshormoni oksitosiini on tärkeä osa ihmisten välistä sosiaalista kanssakäymistä. Hellyydenosoitukset kuten halaaminen ja suutelu saavat oksitosiinia erittymään, ja sitä vapautuu erityisesti seksin aikana.

Oksitosiini säätelee myös ihmisen ja lemmikkien välistä elämää. Lemmikin silittely vapauttaa oksitosiinia, ja samalla tavoin koirankin aivot raksuttavat.

Ruotsalaisessa Linköpingin yliopistossa tutkittiin oksitosiinin vaikutusta kultaisiin noutajiin. Koirat, joilla oli tietty geenimuunnos oksitosiinireseptoriin liittyvällä alueella perimässä, kääntyivät herkemmin omistajansa puoleen pyytääkseen apua.

Tutkimuksessa pantiin 60 kultaista noutajaa ratkaisemaan yksinkertainen pulma. Niiden piti avata kansi saadakseen herkkupalan.

Ensimmäisen kierroksen jälkeen kansi suljettiin niin, ettei koira voinut saada sitä auki. Tarkoitus oli katsoa, miten herkästi koira hakee omistajaltaan apua.

Kolme varttia ennen koetta koirien kuonoon suihkutettiin joko oksitosiinia tai suolavesiliuosta. Sitten tutkijat ottivat aikaa, kuinka kauan koira jaksaa itsekseen painia kannen kanssa.

Oksitosiinisuihke todella vaikutti, mutta vain osaan koirista. Sellaiset koirat, joilla oli tietty oksitosiinireseptoriin liittyvä geenivariantti, tulivat helpommin pyytämään apua omistajaltaan.

Samoja koiria testattiin myös suolavesiliuoksella, mikä odotetusti ei vaikuttanut avuntarpeen lisääntymiseen.

Kaikista koirista otettiin dna-näytteet. Tutkijat paikansivat erityyppisiä muunnoksia oksitosiinigeenien lähistöllä niiden kromosomistossa. Niin sanotun AA-genotyypin koirat reagoivat oksitosiiniin, kun taas GG-genotyypin koirat eivät.

Samaa vaihtelua havaittiin myös susilla. Tutkijat analysoivat 21 suden dna:ta niiden verinäytteistä.

Toisin sanoen oksitosiinireseptoriin liittyvät muunnokset olivat susilla jo ennen niiden kesyttämistä koiriksi. Se voi selittää, miksi tietyt sudet muinoin tulivat paremmin ihmisten kanssa toimeen.

”Tulokset antavat olettaa, että ihmiset aikoinaan valitsivat kesytettäviksi yhteistyökykyisiä susia ja jalostivat niistä seuraavia sukupolvia”, sanoo tiedotteessa Mia Persson, yksi tutkijoista.

Tutkimuksen julkaisi Hormones and Behaviour.