Магнитные нанодиски для лечения мозга

17.11.2024

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый метод стимуляции мозга, основанный на использовании магнитных нанодисков. Эти крошечные частицы диаметром около 250 нанометров (примерно 1/500 ширины человеческого волоса) предлагают уникальный способ стимуляции нейронов, не требующий имплантации электродов или генетической модификации клеток. Такая технология открывает перспективы более безопасной и точной терапии для пациентов с различными неврологическими и психиатрическими расстройствами.

Глубокая стимуляция мозга (DBS) сегодня широко применяется для лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и обсессивно-компульсивное расстройство. Метод основан на вживлении электродов в мозг, что позволяет подавать электрические сигналы на целевые области. Однако эта процедура связана с рисками и потенциальными осложнениями, и поэтому подходит не всем пациентам. Новые магнитные нанодиски могут обеспечить альтернативу DBS, не требующую сложных хирургических вмешательств и снижая вероятность побочных эффектов.

Ранее ученые предпринимали попытки создать неинвазивные методы стимуляции мозга, однако большинство из них страдало от недостаточной точности и неспособности воздействовать на глубокие структуры мозга. В прошлом десятилетии исследования в лаборатории Полины Аникеевой из MIT продемонстрировали потенциал магнитных наноматериалов для стимуляции мозга на расстоянии. Но прежние методы основывались на генетической модификации нейронов, что ограничивало их применение на людях.

В основе работы магнитных нанодисков лежит уникальная структура: они состоят из магнитного сердечника и пьезоэлектрической оболочки. При подаче внешнего магнитного поля магнитное ядро сжимается и изменяет форму - этот процесс называют магнитострикцией. Деформация ядра воздействует на пьезоэлектрическую оболочку, вызывая в ней электрическую поляризацию. Такое сочетание эффектов позволяет нанодискам создавать электрические импульсы, которые затем стимулируют нейроны.

Эксперименты с нанодисками показали, что они могут эффективно стимулировать глубокие области мозга, включая тегментальную вентральную область, ответственную за чувство вознаграждения. По эффективности они сравнимы с традиционными электродами, но при этом создают минимальную реакцию на "инородное тело" в тканях мозга. Это значительно снижает вероятность воспаления и других побочных эффектов, делая процедуру более безопасной для пациента.

Использование магнитных нанодисков позволяет достигать высокой точности стимуляции - ученые отмечают субсекундный временной отклик. Это особенно важно для контроля нейронной активности и корректного воздействия на целевые области. В будущем технология может найти применение как в медицинских исследованиях, так и в клинической практике, предлагая пациентам альтернативные способы лечения болезней, которые ранее требовали хирургического вмешательства.

Система магнитных нанодисков открывает новую главу в лечении неврологических и психиатрических заболеваний. Возможность точного и безопасного воздействия на нейроны без необходимости вживления электродов или сложной хирургии может значительно повысить качество жизни пациентов и расширить доступ к терапии.

<< Назад: Возраст человека и ощущение хода времени 18.11.2024

>> Вперед: Начала работу крупнейшая солнечная электростанция 17.11.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Asus Strix Arion 13.10.2019 Компания Asus пополнила свой ассортимент новым продуктом семейства Strix. Новинка называется ROG Strix Arion и это корпус для создания внешнего SSD. ROG Strix Arion совместим с накопителями NVMe форматов 2230, 2242, 2260 и 2280 и предлагает для подключения интерфейс USB-C 3.2 Gen2. То есть максимальная скорость передачи может достигать 10 Гбит/с. Asus акцентирует внимание на алюминиевом корпусе и термопрокладках, обеспечивающих лучший отвод тепла от накопителя. Также тут есть подсветка Aura, работающая, конечно, только при подключении к ПК. Габариты новинки составляют 125,6 х 47,8 х 10,9 мм при массе 98 г. В комплекте присутствует ремешок со специальным крюком в виде буквы R.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025