Квантовые точки — новый способ воздействия на головной мозг

Ученые предполагают, что небольшие частицы, называемые квантовыми точками, в будущем будут использоваться для управления клетками головного мозга, что позволит разработать неинвазивные способы лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, депрессия, эпилепсия и др.

Американские ученые из Вашингтонского университета (University of Washington), Сиэтл, под руководством Кэтрин Луго (Katherine Lugo) пришли к выводу, что многие болезни головного мозга вызваны нарушением нейронной активности, и воздействие на определенные нейроны может позволить восстановить ее нормальный уровень.

Методы воздействия на головной мозг применяют уже сейчас, хотя каждый из них имеет свои недостатки. Так, при болезни Паркинсона применяют глубокую стимуляцию головного мозга, при которой необходимо имплантировать электроды инвазивным способом. Например, транскраниальная магнитная стимуляция не является тонко направленной, в связи с чем может воздействовать на слишком большие зоны мозга. А вопрос безопасности оптогенетики до сих пор стоит остро.

Ученые предлагают альтернативный метод с помощью квантовых точек — светочувствительных полупроводниковых частиц, достигающих всего лишь нескольких нанометров в диаметре. В исследовании ученые вырастили культуру клеток рака простаты на пленке, покрытой квантовыми точками. Клеточные мембраны были расположены рядом с этими точками. Затем ученые подвергли наночастицы воздействию света. Энергия света активировала электроны в квантовой точке, и пространство вокруг нее стало отрицательно заряженным, что, в свою очередь, открыло некоторые ионные каналы в раковых клетках, позволяя ионам свободно проникать и выходить из них.

В нервных клетках открытие ионных каналов является важным шагом в образовании сигналов, с помощью которых клетки головного мозга сообщаются между собой. Ученые провели такой же эксперимент с нервными клетками, показавший, что стимулирование квантовых точек открывает каналы, и клетки испускают сигналы. Главной проблемой, по мнению ученых, является то, что потребуется доставить квантовые точки в головной мозг, присоединив их к молекулам.

Также ученые утверждают, что данный метод можно будет использовать для лечения слепоты, активируя поврежденные клетки сетчатки.

Татьяна Харченко
по материалам www.opticsinfobase.org, www.newscientist.com