宛如亚微观宇宙飞船——控制神经元活动的石墨烯薄片

像亚微观宇宙飞船:石墨烯片控制神经元活动

(Nanowerk News)就像在科幻小说中一样,极小的宇宙飞船能够到达大脑的特定部位并影响特定类型的神经元或药物输送的运作:石墨烯片,SISSA小组新研究的主题Laura Ballerini教授,开启了真正的未来主义视野。

研究人员Rossana Rauti负责最近发表在纳米快报杂志上的研究(“靶向海马突触的体内氧化石墨烯片调谐兴奋性神经传递”)。

选择性,安全且具有可逆作用:它们是纳米材料,是SISSA新研究的主角,它揭示了它们到达特定部位并影响特定脑细胞作用的能力。这为研究和开发神经疾病的可能治疗方法开辟了非凡的未来方案。 (图片来源:Denis Scaini)

这些颗粒仅测量百万分之一米,已被证明能够干扰兴奋性神经元突触连接处信号的传递。此外,研究表明它们以可逆的方式进行,因为它们在几天内不会留下痕迹而消失他们被管理后。

基础研究,由于这一积极的证据,可以开展进一步的研究,旨在研究治疗癫痫等问题的可能治疗效果,其中记录了兴奋性神经元的过剩活动或研究创新在原地运输治疗物质的方法。

与里雅斯特,曼彻斯特和斯特拉斯堡大学合作开展的这项研究是在欧盟的大量资助项目 - 石墨烯旗舰项目下进行的,该项目旨在研究石墨烯在最广泛应用领域的潜力,生物医学到工业的。

有选择性和可逆的效果

“我们在体外模型中报道,这些小片干扰了从一个神经元到另一个神经元的信号传递,这些信号在特定区域起作用,这些区域对我们神经系统的运作至关重要”Ballerini和Rauti解释道。 “有趣的是,他们的行为对特定的突触有选择性,即由我们大脑中的神经元形成的激活(激活)其目标神经元的神经元。我们想要了解这是否适用于体外实验,也在一个有机体内部,具有从中获得的所有可变的潜力和复杂性“。

结果不仅仅是积极的。 “在我们的模型中,我们分析了海马的活动,这是大脑的一个特定区域,将薄片注入该位点。由于荧光示踪剂,我们看到的是,粒子只能在兴奋性神经元的突触内有效地暗示自己。通过这种方式,它们会干扰这些细胞的活动。此外,它们具有可逆的作用:72小时后,大脑清除的生理机制完全消除了所有的细胞。

既不大也不小:薄片是如何工作的

研究人员解释说,对该程序的兴趣还在于,一旦注入生物体中,薄片显然具有良好的耐受性:“炎症反应和免疫反应证明低于给予简单生理盐水时记录的情况。这是对于可能的治疗目的非常重要“。

研究人员解释说,薄片作用的特异性在于所用颗粒的大小。它们不能大于或小于本研究采用的那些(测量直径约100-200纳米):“尺寸可能是选择性的根源:如果薄片太大,它们就无法穿透突触,在一个神经元和另一个神经元之间是非常狭窄的区域。如果它们太小,它们可能被简单地消灭,最终在两种情况下都没有观察到对突触的影响“。

该研究现在将探索这一发现的潜在发展,可能的治疗视野对不同的病理学有明确的兴趣。