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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Телепортация квантовой логики 31.05.2019 Квантовая телепортация переносит данные из одной квантовой системы в другую, даже если они обе полностью изолированы друг от друга. Физики из США перенесли полную квантовую логику при помощи ионов - главных элементов будущих квантовых компьютеров. Для того чтобы полномасштабный квантовый компьютер заработал, понадобятся миллионы квантовых битов, или кубитов, а также возможность проводить операции между кубитами, распределенными между машинами и сетями. Телепортация логических операций - один из таких способов, который притом не требует прямых квантово-механических соединений. Команда ученых из Национального института стандартов и технологий США телепортировала логический вентиль между двумя кубитами иона бериллия, расположенными на расстоянии свыше 340 микрометров в отдельных зонах ионной ловушки. Такое расстояние исключает значимое прямое взаимодействие. Операция переключает второй кубит из состояния 0 в 1 или наоборот, только если первый кубит равен 1. Если он равен 0, ничего не происходит. Таким образом, оба кубита могут быть в суперпозиции, когда их значения одновременно равны и 1, и 0. В основе данного процесса телепортации лежала запутанность, которая связывает квантовые свойства частиц. В качестве "гонцов" между ионами бериллия использовались ионы магния. Ученые обнаружили, что процесс запутывает ионы магния с вероятностью успеха 95%. Вероятность успеха всей операции - заметно ниже. Миниатюрный квантовый маршрутизатор разработали датские ученые. Он направляет частицы света, несущие квантовую информацию, внутри фотонного микрочипа и сочетает в себе нанооптомеханику и квантовую фотонику.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025