Echografie helpt de hersenen te beheersen

In een van de bekende wetenschappelijke publicaties verscheen een artikel van een team van wetenschappers dat zich toelegde op hun nieuwe werk - specialisten slaagden erin om de acties van rondwormen te controleren met een speciaal gen, waardoor ze werden beïnvloed door echografie.

Hoofd van de wetenschappelijke groep Stuart Ibsen uit Californië legde uit dat ultrasone golven van lage frequenties, die zich door het lichaam verspreiden, bijna niet verspreid zijn, waardoor ze zich van licht onderscheiden. Deze functie kan bijvoorbeeld nuttig zijn bij het stimuleren van diepe delen van de hersenen.

Het team van Ibsen kon de acties van transgene rondwormen controleren met behulp van ultrasone golven en luchtbellen die aanwezig waren in de worm rond het voedingsmedium.

Wetenschappers hebben het genoom van spoelwormen op zo'n manier veranderd dat hun zenuwcellen vatbaar worden voor door echografie verzonden commando's. Om dit te bereiken, waren specialisten in staat om het gen TRP-4 in DNA-wormen te introduceren. Dit specifieke gen bevat een bepaalde "gids" voor het samenstellen van moleculen van een ongewoon eiwit op het oppervlak van neuronen, hij is degene die verantwoordelijk is voor de perceptie van echografie door rondwormen en maakt controle over hun acties mogelijk. Dergelijke eiwitten dienen als een soort kanaal waardoor bepaalde ionen passeren (in het geval van wormen, de ionkanalen open voor calcium), waardoor de hersencellen actiever worden.

Wanneer ultrageluid de eiwitmoleculen raakt, wordt het kanaal geopend en geeft de cel een elektrische impuls af. Dankzij dit konden wetenschappers het werk van niet alleen individuele cellen controleren, maar het hele brein van wormen. Naast echografie hebben de luchtbellen, waarop een speciale vetlaag en verf was aangebracht, het gedrag van wormen beïnvloed. Dergelijke bellen hielpen om specifieke neuronen te activeren. Als resultaat van echografie dwongen wetenschappers de worm om in de tegenovergestelde richting te bewegen, om in een scherpe hoek te draaien of helemaal niet te ontvouwen.

Een vergelijkbare methode om de werking van de hersenen te controleren werd sonogenetica genoemd en kan op dit moment alleen worden toegepast op wormen. Maar volgens wetenschappers is het mogelijk om deze methode niet alleen aan te passen aan andere dieren, maar ook aan de mens, hoewel er veel moeilijkheden zijn op weg naar dit doel.

Om de werkwijze te laten werken, is het noodzakelijk om het TRP-4-gen in bepaalde cellen van het lichaam en luchtbellen in het circulatiesysteem te introduceren. Specialisten suggereren dat een dergelijk uniek systeem mensen met een handicap in de hersenen zal helpen, bijvoorbeeld met epilepsie.

Nu moeten wetenschappers controleren of de techniek werkt in het geval van zoogdieren. Op dit moment is de Ibsen-groep al begonnen met onderzoek naar knaagdieren en als de experimenten succesvol zijn, kan de sonogenetica worden aangepast om met mensen te werken. Deskundigen zijn er zeker van dat ze methoden voor contactloos celbeheer zullen kunnen vinden.

Trouwens, echografie is al door wetenschappers gebruikt om de hersenen te stimuleren, het werd zelfs gebruikt om bepaalde ziekten te behandelen, maar de Ibsen-groep slaagde er als eerste erin individuele cellen met ultrasone golven te activeren.