خوانش اعصاب روده و مغز به کمک حسگر مصنوعی
به گزارش سیناپرس، دانشمندان موفق به ساخت نوعی حسگر شدند که عملکرد بافت روده و مغز را تقلید کرده و شواهد نشان می دهد که این دستگاه ممکن است پتانسیل دریافت حس بیومولکولی را در سایر اندام های نرم در سراسر بدن داشته باشد.
به گفته متخصصین، انتقال دهنده های عصبی نقشی اساسی در فرآیند ها و سیستم های مختلف بدن انسان داشته و نظارت بر پویایی انتقال دهنده های عصبی برای درک ارتباطات بین نورون ها و اهداف آن ها مهم است.
گفتنی است ابزار مطالعه سیگنالینگ بیوشیمیایی در حیوانات زنده و بدن انسان محدود بوده و توسعه نیافته باقی مانده است. کاوشگرهای فعلی معمولاً سفت و شکننده هستند که این نقص معمولا منجر به از کار افتادن زود هنگام دستگاه یا پاسخ التهابی شدید بدن، به ویژه در اندام هایی که دائماً مانند مغز و روده در حال حرکت هستند، می شود.
برای مقابله با این چالش، ژنان بائو، شیائوکه چن و همکارانش یک حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر گرافن نرم و قابل کشش به نام NeuroString طراحی کردند که می تواند به طور همزمان و انتخابی چندین انتقال دهنده عصبی را در مغز و روده در زمان واقعی حس کند. پژوهشگران این تیم مطالعاتی دریافتند که NeuroString می‌تواند سیگنال‌های انتقال‌دهنده عصبی را تا ۱۶ هفته در موش ها تشخیص دهد، که ثبات فوق‌العاده ای را برای حس عصبی شیمیایی طولانی مدت نشان می دهد.
به گزارش سیناپرس، در یک آزمایش اثبات اصل، نویسندگان از حسگرهای NeuroString برای اندازه گیری تغییرات در غلظت انتقال دهنده های عصبی در مغز و روده موش پس از تغذیه با شکلات استفاده کردند. باید توجه داشت که کاتکولامین و 5-HT سروتونین هر دو انتقال دهنده های عصبی مهمی هستند که در تنظیم فرآیند های شناختی و عملکرد روده نقش دارند.
آنها ترشح کاتکول آمین را در مغز پس از مصرف شکلات در عرض چند ثانیه تشخیص دادند و افزایش 5-HT در روده بزرگ پس از حدود ۳۰ تا ۶۰ دقیقه مشاهده شد که با زمان معمول انتقال غذا از طریق دستگاه گوارش مطابقت دارد. آزمایش های انجام شده نشان دهنده پتانسیل استفاده از NeuroString برای درک دینامیک انتقال دهنده های عصبی و نقش آنها در محور مغز روده است.
به گزارش سیناپرس، به باور کارشناسان، توسعه بیشتر و برنامه ریزی NeuroString می تواند مولکول های مختلف را با گزینش پذیری بهتری شناسایی کند. پژوهشگران این تیم مطالعاتی در خاتمه توضیحات خود نتیجه می گیرند که پلت فرم NeuroString با ترکیب سازگاری و حساسیت بیولوژیکی عالی خود می تواند ابزار قدرتمندی برای مطالعه دینامیک بیومولکول های سیگنالینگ مختلف و سیگنال های الکتروفیزیولوژیکی در سراسر بدن در پستانداران باشد.
شرح کامل این پژوهش و یافته های به دست آمده از آن در آخرین شماره مجله تخصصی Nature منتشر شده است.
مترجم: احسان محمدحسینی
