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:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Тайвань производит все больше материнских плат 17.07.2000 По оценкам аналитиков, совокупная доля материнских плат, произведенных на Тайване в этом году, составила более 78,9% мирового рынка. Ожидается дальнейший рост этой цифры - в прошлом году она составила около 70 %.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026