Исследователи из Institute for Basic Science (IBS) (Республика Корея) провели успешные испытания новой методики Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics (Nano-MIND), которая позволяет воздействовать на мозг человека без использования имплантатов. Эта технология объединяет магнитные поля и намагниченные наночастицы, что открывает новые возможности для нейромодуляции, сообщает портал Nature.
На сегодняшний день наиболее распространенными методами управления нейронной активностью являются оптогенетика и глубокая стимуляция мозга. Оптогенетика использует свет для активации клеток мозга, а глубокая стимуляция мозга применяется, например, для лечения болезни Альцгеймера. Однако оба метода требуют использования имплантатов.
Технологии нейромодуляции играют ключевую роль в исследовании связей и функций мозга. Магнитная нейромодуляция предлагает беспроводную и удаленную глубокую стимуляцию мозга, что делает её уникальной по сравнению с оптогенетикой и проводными электродами. Ранее использование магнитных подходов было ограничено из-за недостаточного понимания их работы и плохо спроектированных систем.
Методика Nano-MIND использует намагниченные наночастицы и технологию Cre-loxP для избирательной активации генетически закодированных ионных каналов Piezo1 в целевых популяциях нейронов. Это позволяет точно контролировать активность нейронов глубокого мозга как in vitro, так и in vivo.
Учёные продемонстрировали эффективность магнитного подхода для управления нейронной активностью в нескольких поведенческих моделях. Например, они добились двунаправленного контроля кормления, долгосрочной нейромодуляции для регулирования веса у тучных мышей и беспроводной модуляции социального поведения у нескольких мышей в одном пространстве.
Исследование показывает потенциал магнитогенетики, специфичной для определенных типов клеток, как эффективного и надежного инструмента для нейронаук. Эта технология особенно перспективна для исследований на беспроводных, долгоживущих и свободно ведущих себя животных, что открывает новые горизонты в изучении мозга и лечении неврологических заболеваний.
