อนุภาคนาโนเพียโซอิเล็กทริกช่วยกระตุ้นสมองส่วนลึกโดยไม่ต้องผ่าตัด

การกระตุ้นสมองส่วนลึก (DBS) ซึ่งอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ในสมองจะส่งแรงกระตุ้นไฟฟ้าไปยังเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจง เป็นการรักษาทางคลินิกที่มีประสิทธิภาพสำหรับสภาวะทางระบบประสาทหลายประการ ปัจจุบัน DBS ใช้รักษาความผิดปกติของการเคลื่อนไหว เช่น โรคพาร์กินสัน อาการสั่นที่จำเป็น และดีสโทเนีย รวมถึงอาการต่างๆ เช่น โรคลมบ้าหมู และโรคย้ำคิดย้ำทำ อย่างไรก็ตาม

การรักษา

จำเป็นต้องผ่าตัดสมองเพื่อใส่อิเล็กโทรดกระตุ้น ซึ่งอาจทำให้เกิดผลข้างเคียงได้มากมายเพื่อขจัดความจำเป็นในการผ่าตัดผ่านกล้อง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโพฮัง ในเกาหลีกำลังพัฒนากลยุทธ์การกระตุ้นประสาทแบบไม่รุกรานโดยอาศัยอนุภาคนาโนเพียโซอิเล็กทริก 

อนุภาคนาโนทำหน้าที่สองอย่างคือการเปิดชั่วคราวของสิ่งกีดขวางระหว่างเลือดและสมอง (BBB) ​​และกระตุ้นการปลดปล่อยโดปามีน ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ควบคุมโดยอัลตราซาวนด์ที่เน้นภายนอกอนุภาคนาโนเพียโซอิเล็กทริกเป็นที่สนใจในฐานะตัวกระตุ้นประสาท เพราะในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก 

เช่น อัลตราซาวนด์ พวกมันจะเปลี่ยนรูปและส่งกระแสตรงออกมา นักวิจัยเสนอว่ากระแสไฟฟ้านี้สามารถใช้เพื่อกระตุ้นเซลล์ประสาทโดปามีนให้ปล่อยสารสื่อประสาท ความท้าทายที่สำคัญประการหนึ่งคือการส่งอนุภาคนาโนไปยังสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทำอย่างไรจึงจะนำอนุภาคเหล่านี้ข้าม BBB ได้ 

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักวิจัยจึงหันไปหาไนตริกออกไซด์ (NO) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งแสดงศักยภาพในการหยุดชะงักของ BBB พวกเขาออกแบบระบบมัลติฟังก์ชั่นตามที่อธิบายไว้ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคนาโนแบเรียมไททาเนตที่เคลือบด้วย ที่ปล่อย NO และโพลีโดปามีน (pDA) 

ในการตอบสนองต่ออัลตราซาวนด์ อนุภาคนาโนเหล่านี้ควรสร้างทั้ง NO และกระแสตรง เพื่อทดสอบวิธีการของพวกเขา ผู้เขียนนำWon Jong Kimและเพื่อนร่วมงานได้ทำการตรวจสอบความสามารถของอนุภาคนาโนในการปลดปล่อย NO ในการตอบสนองต่อ 5 วินาทีของอัลตราซาวนด์

ที่เน้นความเข้มสูง 

(HIFU) อนุภาคนาโนจะปล่อย NO ออกมาทันที พวกเขายังประเมินพฤติกรรมเพียโซอิเล็กทริกโดยใช้การตั้งค่าแคลมป์ปะ แม้ว่าตัวทำละลายที่ไม่มีอนุภาคนาโนที่เคลือบด้วย pDA จะไม่แสดงกระแสไฟฟ้าที่พุ่งสูงขึ้น เมื่อมีอนุภาคนาโน การพุ่งขึ้นของกระแสไฟฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะนั้นถูกมองเห็นด้วยความเข้ม

ที่แปรผันตามความเข้มของอัลตราซาวนด์DBS ถูกตั้งสมมติฐานให้กระตุ้นระบบประสาทด้วยไฟฟ้าโดยการเปิดช่อง Ca 2+ของเซลล์ประสาทในบริเวณใกล้เคียง แล้วเร่งการปลดปล่อยสารสื่อประสาทที่ไซแนปส์ เพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าที่สร้างด้วยอนุภาคนาโนสามารถกระตุ้นระบบประสาทที่คล้ายกัน

ได้หรือไม่ ทีมงานได้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของ Ca 2+ของเซลล์ที่มีลักษณะคล้ายเซลล์ประสาท ความเข้มข้น ภายในเซลล์ Ca 2+เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเซลล์ที่ได้รับทั้งอนุภาคนาโนและอัลตราซาวนด์ ในขณะที่อัลตราซาวนด์หรืออนุภาคนาโนเพียงอย่างเดียวไม่มีผลใดๆ

เซลล์ที่ได้รับการรักษาด้วยอนุภาคนาโนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ยังสร้างความเข้มข้นของโดปามีนนอกเซลล์ที่เพิ่มขึ้นซึ่งบ่งชี้ว่ามีการปลดปล่อยสารสื่อประสาทที่ไหลบ่าเข้ามาของ Ca 2+ อีกครั้ง ไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญกับอัลตราซาวนด์หรืออนุภาคนาโนเพียงอย่างเดียว 

การทดสอบโดยใช้อนุภาคนาโนที่ไม่ใช่เพียโซอิเล็กทริกแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในการไหลเข้าของ Ca 2+และการปล่อยสารสื่อประสาท ซึ่งบ่งชี้ว่าผลกระทบเหล่านี้เกิดขึ้นจากการตอบสนองต่อการกระตุ้นเพียโซอิเล็กทริกเป็นหลักนักวิจัยได้ทำการศึกษาแบบ in vivo หลายครั้ง 

ซึ่งแนะนำให้ดำเนินการเพื่อย้ายไปยังระบบที่ถูกกว่าซึ่งครอบคลุมค่าใช้จ่ายของผู้เผยแพร่ แต่ลดผลกำไรลงอย่างมาก” การย้ายไปสู่การเข้าถึงแบบเปิดจะส่งผลกระทบต่อสมาคมการเรียนรู้ในสหราชอาณาจักรซึ่งเผยแพร่วารสารทั้งหมดโดยไม่แสวงหาผลกำไร “รายงานนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความท้าทาย

ที่การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นกับสังคมแห่งการเรียนรู้” ปีเตอร์ ไนท์ ประธานสถาบันฟิสิกส์กล่าว “ด้วยโครงการการกุศลมากกว่าสองในสามของสถาบันที่ได้รับทุนสนับสนุนจากผลกำไรที่ได้รับความช่วยเหลือจากของขวัญจากบริษัทสิ่งพิมพ์ของเรา จึงจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับเราที่จะต้องจัดการการเปลี่ยนแปลง

อย่างระมัดระวัง” 

ที่ไม่ใช้สื่อกลางนั้นเป็นเพียงชั่วคราวเท่านั้นในที่สุด ทีมงานได้ประเมินผลการรักษาของอนุภาคนาโนโดยใช้แบบจำลองเมาส์ของโรคพาร์กินสัน หนูถูกฉีดด้วยอนุภาคนาโนตามด้วยการใช้ HIFU หลายครั้งที่นิวเคลียส subthalamic (ไซต์เป้าหมาย DBS ที่ได้รับการอนุมัติจากสำนักงานคณะกรรมการอาหาร

และยาของสหรัฐอเมริกา) เพื่อฟื้นฟูระดับโดปามีนในสมองDBS ที่ใช้อนุภาคนาโนที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานด้านพฤติกรรมของสัตว์ ซึ่งรวมถึงการประสานงานของมอเตอร์และการเคลื่อนไหว หนูแสดงการปรับปรุงการทำงานของมอเตอร์อย่างค่อยเป็นค่อยไปด้วย

การกระตุ้นด้วย HIFU ทุกวันเป็นเวลา 10 วัน โดยการเคลื่อนไหวของการเคลื่อนไหวเกือบจะกลับคืนมาภายในวันที่ 16 ทีมงานคาดการณ์ว่าอนุภาคนาโนเพียโซอิเล็กทริกทำให้เกิดการปลดปล่อยสารสื่อประสาท ซึ่งช่วยบรรเทาอาการของโรคพาร์กินสันได้อย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ก่อให้เกิดความเป็นพิษใดๆ .

ภายใต้การเข้าถึงแบบเปิดภายในปี 2559 ในการตรวจสอบการเปิด BBB ที่ไม่ใช้สารสื่อกลาง พวกเขาฉีดหนูด้วยอนุภาคนาโนเพียโซอิเล็กทริกที่ปลดปล่อย NO เข้าทางหลอดเลือดดำ จากนั้นจึงใช้ HIFU กับไซต์สมองเป้าหมายภายใต้คำแนะนำอัลตราซาวนด์

Credit : เว็บสล็อตแท้