宛如亞微觀宇宙飛船——控制神經元活動的石墨烯薄片

像亞微觀宇宙飛船:石墨烯片控制神經元活動

(Nanowerk News)就像在科幻小說中一樣,極小的宇宙飛船能夠到達大腦的特定部位並影響特定類型的神經元或藥物輸送的運作:石墨烯片,SISSA小組新研究的主題Laura Ballerini教授,開啟了真正的未來主義視野。

研究人員Rossana Rauti負責最近發表在納米快報雜誌上的研究(“靶向海馬突觸的體內氧化石墨烯片調諧興奮性神經傳遞”)。

選擇性,安全且具有可逆作用:它們是納米材料,是SISSA新研究的主角,它揭示了它們到達特定部位並影響特定腦細胞作用的能力。這為研究和開發神經疾病的可能治療方法開闢了非凡的未來方案。 (圖片來源:Denis Scaini)

這些顆粒僅測量百萬分之一米,已被證明能夠干擾興奮性神經元突觸連接處信號的傳遞。此外,研究表明它們以可逆的方式進行,因為它們在幾天內不會留下痕跡而消失他們被管理後。

基礎研究,由於這一積極的證據,可以開展進一步的研究,旨在研究治療癲癇等問題的可能治療效果,其中記錄了興奮性神經元的過剩活動或研究創新在原地運輸治療物質的方法。

與裡雅斯特,曼徹斯特和斯特拉斯堡大學合作開展的這項研究是在歐盟的大量資助項目 - 石墨烯旗艦項目下進行的,該項目旨在研究石墨烯在最廣泛應用領域的潛力,生物醫學到工業的。

宛如亞微觀宇宙飛船——控制神經元活動的石墨烯薄片

有選擇性和可逆的效果

“我們在體外模型中報道,這些小片干擾了從一個神經元到另一個神經元的信號傳遞,這些信號在特定區域起作用,這些區域對我們神經系統的運作至關重要”Ballerini和Rauti解釋道。 “有趣的是,他們的行為對特定的突觸有選擇性,即由我們大腦中的神經元形成的激活(激活)其目標神經元的神經元。我們想要了解這是否適用於體外實驗,也在一個有機體內部,具有從中獲得的所有可變的潛力和複雜性“。

結果不僅僅是積極的。 “在我們的模型中,我們分析了海馬的活動,這是大腦的一個特定區域,將薄片注入該位點。由於熒光示蹤劑,我們看到的是,粒子只能在興奮性神經元的突觸內有效地暗示自己。通過這種方式,它們會干擾這些細胞的活動。此外,它們具有可逆的作用:72小時後,大腦清除的生理機制完全消除了所有的細胞。

既不大也不小:薄片是如何工作的

研究人員解釋說,對該程序的興趣還在於,一旦注入生物體中,薄片顯然具有良好的耐受性:“炎症反應和免疫反應證明低於給予簡單生理鹽水時記錄的情況。這是對於可能的治療目的非常重要“。

研究人員解釋說,薄片作用的特異性在於所用顆粒的大小。它們不能大於或小於本研究採用的那些(測量直徑約100-200納米):“尺寸可能是選擇性的根源:如果薄片太大,它們就無法穿透突觸,在一個神經元和另一個神經元之間是非常狹窄的區域。如果它們太小,它們可能被簡單地消滅,最終在兩種情況下都沒有觀察到對突觸的影響“。

該研究現在將探索這一發現的潛在發展,可能的治療視野對不同的病理學有明確的興趣。


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