تیم تحقیقاتی سیستم نوینی برای ردیابی مواد شیمیایی مغزی طراحی کرده است.

محققان دانشگاه UCLA و کلمبیا روش جدیدی برای ردیابی فعالیت‌های مولکول‌های کوچک در مغز، سروتونین و دوپامین، طراحی کردند. با ترکیب گیرنده‌های مصنوعی بسیار کوچک و ابزار نیمه‌رسانا که قادرند در بافت‌های زنده عمل کنند، تیم تحقیقاتی توانست مواد شیمیایی مغز را با جزئیات بالا مشاهده کند. درک اساس کارکرد نوروترنسمیترها نه تنها به افزایش درک فعالیت‌ مغز کمک می‌کند، بلکه این‌که چه اتفاقی در اختلالات روانی رخ می‌دهد را نیز آشکار می‌کند.

Anne M. Andrews، رهبر تیم تحقیقاتی می‌گوید: ایده‌ی اصلی این پروژه ۲۰ سال پیش آغاز شد. این ایده از یک نیاز اساسی در یکی از تحقیقات من در رابطه با سروتونین نشأت گرفته است. گروه من از روش مشاهده پیشرفته‌ی in vivo استفاده می‌کرد. اما برای من ثابت شده بود که تنها بهبود این روش برای تهیه‌ی رزولوشن مورد نیاز کافی نخواهد بود. ما به یک استراتژی کاملاً جدید نیاز داشتیم.

آن‌ها به دنبال ترکیب گیرنده‌های مصنوعی با یک پلتفرم سیگنال‌گیری در مقیاس نانو بودند. یک مانع بزرگ در این مسیر ترانزیستورهای مورد نیاز بود که برای پردازش سیگنال مورد نیازند، اما در رطوبت و فضای نمکی به خوبی کار نمی‌کنند.

بخش اصلی هر ترانزیستور بخش نیمه‌رسانای آن است. اما هنگامی که در آب شور قرار می‌گیرد، یون‌های نمک روی سطح نیمه‌رسانا قرار می‌گیرند و آن را می‌پوشاند و به آن اجازه شناسایی تغییرات میدان الکتریکی را نمی‌دهند. اما چگونه می‌توان از آن‌ها، در محیط نمکی مانندِ مغز استفاده کرد؟ در یک همکاری با پروفسور Yang yang از دانشگاهUCLA ، مواد نیمه‌رسانا در مقیاس نانو با کارایی بالا برای تیم فراهم شد.

اندروز می‌گوید: پیشرفت‌ اصلی ما این بود که از یک نوع متفاوت گیرنده استفاده کردیم که از مدل‌های زیستی ایده برداری شده بود، به هر حال زندگی باRNA آغاز شده است. محققان دانشگاه کلمبیا توالی‌هایی از اسید نوکلئیک تولید کردند که به عنوان گیرنده عمل می‌کرد. نام این توالی‌ها altamer می‌باشد. این گیرنده‌ها آنقدر کوچکند که برخی قسمت‌های آن‌ها به اندازه‌ی سطح نیمه‌رسانا می‌باشند. در این پروسه ما به مشکل «پوشش نمکی» فائق آمدیم.

این سیستم در بافت زنده مغز موش با موفقیت عمل کرد.

این روش بسیار جامع است و بنابراین می‌تواند تقریباً برای هر نوع هدفی مورد استفاده قرار بگیرد، برای مثال فهم این که چگونه داروها با زمان در مغز یا اندام‌های دیگر تغییر می‌کنند، یا اینکه فشار خون چگونه تنظیم می‌شود.

این حسگرها به ما اجازه می‌دهد که به ابعاد بحرانی نزدیک شویم. یک هدف این است که در نهایت کشف کنیم مغز چگونه اطلاعات را از طریق نوروترنسمیترهای مختلف پردازش می‌کند. یافته‌های این پژوهش نه تنها برای مشاهده چگونگی عملکرد مواد شیمیایی عصبی تحت شرایط طبیعی کاربرد دارند، بلکه قادرند در درک شرایط روانی مانند افسردگی و اضطراب نیز به کار ‌روند.

منبع: phys.org