Ученые смогли изменить активность нейронов с помощью наночастиц и света

Наночастицы в качестве нагревателей для управления электрической активностью нейронов в головном мозге и кардиомиоцитов в сердце применили исследователи из Инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе, 3 июля сообщает журнал Advanced Materials.

С помощью наночастиц полидопамина (PDA), которые при воздействии инфракрасного света нагреваются, ученые добились изменения электрической активности нейронов головного мозга и кардиомиоцитов в сердце. Отрицательно заряженные PDA избирательно связываются с нейронами, что дает возможность оказывать избирательное воздействие на нервные ткани.

«Мы показали, что можем подавлять активность этих нейронов и останавливать их срабатывание не только включением и выключением, но и поэтапно. Контролируя интенсивность света, мы можем контролировать электрическую активность нейронов. Как только мы выключаем свет, работа нейронов восстанавливается», — сказал Сингаманени, профессор кафедры машиностроения и материаловедения.

В дополнение к их способности эффективно преобразовывать свет в тепло, наночастицы PDA обладают высокой биосовместимостью и способностью к биологическому разложению.

Кроме того, применение фототермического процесса к кардиомиоцитам, клеткам сердечной мышцы, приводил к их возбуждению. Это говорит о том, что процесс может повышать или уменьшать возбудимость клеток в зависимости от их типа.

В дальнейшем ученые планируют изучить реакцию других видов нейронов на стимуляцию. Они будут нацелены на определенные нейроны, избирательно связывая наночастицы, чтобы обеспечить более избирательный контроль.