Η συσκευή που ελέγχεται από smartphone μπορεί να μεταφέρει φάρμακα στον εγκέφαλο
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα έχει σχεδιάσει μια ασύρματη, ελεγχόμενη από smartphone συσκευή που είναι σε θέση να μεταφέρει φάρμακα απευθείας στον εγκέφαλο. Μπορεί επίσης να διεγείρει τα εγκεφαλικά κύτταρα χρησιμοποιώντας φως. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν δοκιμάσει αυτήν τη συσκευή σε ποντίκια.
Σε μια νέα προσπάθεια - τα αποτελέσματα των οποίων έχουν αναφερθεί στο περιοδικό Φύση Βιοϊατρική Μηχανική - ερευνητές από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Δημοκρατία της Κορέας έχουν ενώσει για να επινοήσουν ένα νέο εμφύτευμα εγκεφάλου ικανό να διεγείρει τα εγκεφαλικά κύτταρα και να μεταφέρει φάρμακα απευθείας στον εγκέφαλο.
Η νέα συσκευή, την οποία οι ερευνητές αποκαλούν «ασύρματα οπτορευστικά ανιχνευτικά εγκεφάλου», ελέγχεται εύκολα χρησιμοποιώντας την τεχνολογία smartphone.
«Η ασύρματη νευρική συσκευή επιτρέπει τη χρόνια χημική και οπτική νευροδιαμόρφωση που δεν έχει επιτευχθεί ποτέ πριν», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, رضا قاضی.
Ο قاζι είναι συνδεδεμένος με το Κορεατικό Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας στο Daejeon, της Δημοκρατίας της Κορέας, καθώς και με το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόλντερ.
Η ομάδα έχει αναπτύξει το νέο εργαλείο με την ελπίδα ότι οι γιατροί μπορεί κάποια μέρα να το χρησιμοποιήσουν για να μάθουν περισσότερα για τις πιθανές αιτίες διαφόρων καταστάσεων που επηρεάζουν τον εγκέφαλο. Αυτές περιλαμβάνουν τη νόσο του Πάρκινσον, τη νόσο του Αλτσχάιμερ, τον εθισμό και την κλινική κατάθλιψη.
Προς το παρόν, ωστόσο, οι ερευνητές δοκιμάζουν και τελειοποιούν τη συσκευή τους σε ποντίκια.
Δημιουργία μιας «επαναστατικής συσκευής»
Η ομάδα ήθελε να σχεδιάσει μια συσκευή ευκολότερη στη χρήση και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από τα υπάρχοντα μοντέλα ανιχνευτών. Τα υπάρχοντα μοντέλα τείνουν να βασίζονται σε άκαμπτους μεταλλικούς σωλήνες και οπτικές ίνες όταν πρόκειται για παροχή ερεθισμάτων ή φαρμάκων στον εγκέφαλο.
Οι παλιομοδίτικοι ανιχνευτές είναι δυσκίνητοι και μπορούν επίσης να προκαλέσουν εγκεφαλικές λεγεώνες λόγω της ακαμψίας τους. Επίσης, μπορούν να μεταφέρουν περιορισμένη ποσότητα φαρμάκων στον εγκέφαλο.
Η νέα συσκευή, ωστόσο, είναι ελαφρύτερη. Χρησιμοποιεί επίσης μικροσκοπικά αντικαταστάσιμα δοχεία που περιέχουν τα φάρμακα. Με αυτόν τον τρόπο, οι επιστήμονες μπορούν να τα αφαιρέσουν και να τα αντικαταστήσουν με φρέσκα, γεμάτα με φάρμακα ανάλογα με τις ανάγκες.
Επιπλέον, οι ανιχνευτές που χρησιμοποιεί είναι πολύ λεπτοί - στην πραγματικότητα δεν είναι παχύτεροι από τα ανθρώπινα μαλλιά. Χρησιμοποιεί επίσης Bluetooth χαμηλής ενέργειας, την οποία η ομάδα μπορεί να ελέγξει χρησιμοποιώντας τεχνολογία smartphone, για να απελευθερώσει φάρμακα στον εγκέφαλο και να διεγείρει επιλεγμένα εγκεφαλικά κύτταρα. Και οι δύο αυτές καινοτομίες επιτρέπουν στους ερευνητές να χρησιμοποιούν τη συσκευή με μεγαλύτερη ασφάλεια και για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους.
Όχι μόνο αυτό, αλλά θα μπορούσαν επίσης να δημιουργήσουν αυτοματοποιημένα μοντέλα μελέτης σε ζώα στα οποία θα μπορούσαν να χειριστούν τη συμπεριφορά των ζώων στοχεύοντας συγκεκριμένα εγκεφαλικά κύτταρα χρησιμοποιώντας την ασύρματη συσκευή.
Ο συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Michael Bruchas τονίζει επίσης το κλινικό δυναμικό της συσκευής, επιτρέποντας στους ερευνητές να αναπτύξουν νέες θεραπείες για τον πόνο, καθώς και για νευρολογικές και νευροψυχιατρικές καταστάσεις.
«Μας επιτρέπει να αναλύσουμε καλύτερα τη βάση συμπεριφοράς του νευρικού κυκλώματος, και πόσο συγκεκριμένοι νευροδιαμορφωτές στον εγκέφαλο συντονίζουν τη συμπεριφορά με διάφορους τρόπους», εξηγεί.
«Είμαστε επίσης πρόθυμοι να χρησιμοποιήσουμε τη συσκευή για σύνθετες φαρμακολογικές μελέτες, οι οποίες θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να αναπτύξουμε νέες θεραπείες για πόνο, εθισμό και συναισθηματικές διαταραχές», προσθέτει ο καθηγητής Bruchas.
Προς το παρόν, η ερευνητική ομάδα θα συνεχίσει να εργάζεται σε αυτήν τη συσκευή, ελπίζοντας να την εφαρμόσει τελικά σε στοχευμένη κλινική έρευνα.
«Αυτή η επαναστατική συσκευή είναι ο καρπός του προηγμένου σχεδιασμού ηλεκτρονικών και της ισχυρής μηχανικής μικροκεντρικής και νανοκλίμακας».
Συν-συγγραφέας της μελέτης Καθ. Jae-Woong Jeong
«Ενδιαφερόμαστε για την περαιτέρω ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας για να κάνουμε εγκεφαλικό εμφύτευμα για κλινικές εφαρμογές», λέει ο καθηγητής Jeong.
