Беспроводная оптогенетика и определение периферических нейронных путей, контролирующих аппетит и другие формы поведения, представляют большой интерес для исследователей как в прикладных, так и в фундаментальных областях электроники, материаловедения и нейробиологии.
Новый экспериментальный имплант решает проблему переедания и ожирения более изящным способом – по команде заставляет человека чувствовать себя сытым. Разработка описана в журнале Nature Communications.
Тем, у кого индекс массы тела больше 35 или у которых есть как минимум два состояния, связанных с ожирением, хирургия предлагает пациентам не только сбросить лишний вес, но и сохранить его в течение длительного времени. В последние годы блуждающий нерв стал объектом внимания при лечении ожирения, поскольку он передает сенсорную информацию о наполненности желудка от слизистой оболочки желудка до мозга. Хотя существуют медицинские устройства, которые могут стимулировать окончания блуждающего нерва и, следовательно, помочь в сдерживании голода, эти устройства похожи по конструкции на кардиостимулятор, с проводами, подключенными к источнику тока, которые создают электрические разряды для активации кончиков нерва.
Блуждающий нерв поддерживает различные вегетативные функции и модели поведения, важные для здоровья и выживания. Чтобы понять, как определенные компоненты блуждающего нерва влияют на поведение и долгосрочные физиологические эффекты, очень важно модулировать их активность с анатомической специфичностью в состоянии бодрствования и свободного поведения, используя надежные методы.
Устройство разработано учеными Техасского университета A&M. Чип длиной около 1 см. оснащен микроскопическим светодиодом на гибкой ножке и антенной-катушкой, которая позволяет импланту принимать радиоволны и преобразовывать их в электрический ток.
Изучение, таких функций как желудочно-кишечные механизмы насыщения, требует гибкого подхода. Учитывая широко распространенный интерес к использованию стимуляции блуждающего нерва для лечения ожирения и других неврологических расстройств, ключевым приоритетом в этой области исследований является достижение специфичных для клеточного типа и органа манипуляции блуждающего нерва.
Ученые решили разработать биосовместимое беспроводное оптогенетическое устройство для доставки света в определенные органы.
Имплант хирургическим путем устанавливается в желудок, где крепится рядом с окончаниями блуждающего нерва. Этот нерв позволяет мозгу воспринимать сигналы от различных внутренних органов, включая желудок.
Когда внешний передатчик излучает радиосигнал на заданной частоте, имплант принимает радиоволны и преобразует их в электричество. В результате крошечные диоды начинают светиться. Свет стимулирует окончания блуждающего нерва. В результате в мозг человека поступает мозг сигнал, который интерпретируется как ощущение «сытости». Проще говоря, человек в любой момент может «отключить» чувство голода.
Следует отметить, что сегодня уже существуют импланты, которые аналогичным образом стимулируют блуждающий нерв. Но эти устройства очень непрактичны, поскольку требуют выведения из тела проводов для подключения источников питания.
Новый экспериментальный имплант в разы меньше и не требует проводного подключения. Это сильно упрощает операцию по установке импланта и не нарушает внешнюю целостность тела человека. Так что подобным апгрейдом вполне могут заинтересоваться не только пациенты, страдающие перееданием, но и люди, которые по разнообразным причинам хотели бы иметь возможность произвольного «отключения» чувства голода.
Технология уже была успешно протестирована на мышах. В ближайшее время ученые намерены начать клинические испытания импланта на людях.
Блуждающий нерв обеспечивает единственную прямую нервную связь между внутренними органами и мозгом. Периферические окончания афферентных волокон блуждающего нерва реагируют на широкий спектр стимулов, включая гормоны, осмолиты, изменения pH и механическое растяжение, которые имеют разные функции и влияют на поведение.
Достижения в беспроводных технологиях позволили интернализовать источники света, обойти физические ограничения, связанные с волоконно-оптическими кабелями, и привести к сдвигу в возможностях оптогенетики. Беспроводные устройства, работающие на радиочастотах (RF), были миниатюризированы для введения микромасштабных светодиодов (µLED) в мозг и заключены в эластичные и непроницаемые проводки для закрепления их на подкожных тканях.
Постеры для дома, офиса, бара на сайте «Наука и техика» в подарок себе и близким. Недорогой сюрприз шефу, друзьям, клиентам и сотрудникам.
В наличии Плакаты бронетехники, набор постеров стрелкового оружия, боевой техники. Если вы неравнодушны к авиации, то вас, наверняка, заинтересуют постеры с боевыми, транспортными или пассажирскими самолетами.
