Η καινοτομία επιστημόνων με τη βοήθεια παλμών φωτός
Τον δρόμο για τη θεραπεία πολλών νευρολογικών διαταραχών, όπως η επιληψία, ανοίγει η καινοτομία επιστημόνων στις ΗΠΑ, οι οποίοι κατόρθωσαν να αναπτύξουν έναν… διακόπτη για τον εγκέφαλο, που απενεργοποιεί τη δραστηριότητα των νευρώνων!
Την καινοτομία πραγματοποίησαν ερευνητές του πανεπιστημίου Στάνφορντ με τη χρήση της οπτογενετικής, μιας μεθόδου που συνδυάζει την οπτική με τη γενετική μηχανική προκειμένου να μελετηθούν τα κυκλώματα των νευρώνων. Αυτό γίνεται μέσω πρωτεϊνών που παρουσιάζουν φωτοευαισθησία σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος του φωτός, με αποτέλεσμα να αλλάζουν την τρισδιάστατη μορφή τους, ώστε να τις διαπερνούν τα ιόντα που είναι απαραίτητα για τη συγκεκριμένη διαδικασία.
Για παράδειγμα, το μπλε φως διεγείρει κάποιους νευρώνες τους οποίους το κόκκινο φως συνήθως απενεργοποιεί. Μέχρι πρότινος οι επιστήμονες είχαν κατορθώσει μόνο να ενεργοποιούν τους νευρώνες ή να καταστέλλουν τη δράση τους, ωστόσο αυτήν τη φορά μπόρεσαν και να τους απενεργοποιήσουν αποτελεσματικά.
Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες του Στάνφορντ κατάφεραν μέσω παλμών φωτός να «κλείσουν» κάποια δίκτυα νευρώνων τροποποιώντας τις φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για την απενεργοποίηση της δραστηριότητάς τους, αλλάζοντας 10 από τα αμινοξέα που υπάρχουν σ’ αυτές. Σύμφωνα με την επιστημονική έκθεση, η οποία δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Science», αυτός ο «διακόπτης» που κλείνει κάποια δίκτυα νευρώνων του εγκεφάλου θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τα δίκτυα που εμπλέκονται στη σκέψη, τη συμπεριφορά και στα συναισθήματα.
«Ολο αυτό είναι κάτι που μαζί με άλλους επιστήμονες που δραστηριοποιούνται στον ίδιο τομέα επιδιώκαμε εδώ και πάρα πολύ καιρό» ανέφερε ο Karl Deisseroth, βασικός συντάκτης της επιστημονικής μελέτης και ο πρώτος ερευνητής που ανακάλυψε τον τρόπο να ενεργοποιεί και να απενεργοποιεί μεμονωμένα κύτταρα του εγκεφάλου με τη χρήση της οπτογενετικής το 2005. «Είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτήν την εξέλιξη, καθώς βλέπουμε ότι η αυξημένη φωτοευαισθησία που παρουσιάζουν οι πρωτεΐνες θα ενισχύσει σημαντικά τη δουλειά μας σε οργανισμούς με μεγάλο εγκέφαλο, όπως είναι τα ποντίκια και τα θηλαστικά».