Wywołują odrętwienie u myszy za pomocą ultradźwięków. Jeden krok w ludzki sen?

Zespół naukowy osiągnięty dzięki Ultradźwięk Bezpiecznie i bezinwazyjnie prowadzi do stanu podobnego do Hibernacja (lub hibernacji) odwracalny w Myszy i szczuryKto otworzy drzwi, jeśli możesz awansować w przyszłości techniczne w ludzieaby go użyć Podróżuje w kosmosie lub w Medycyna.

Śledztwo prowadzą eksperci z Uniwersytet Waszyngtoński w St. Louis (Stany Zjednoczone) Stanowi kolejny krok w kierunku celu, który jest jeszcze bardzo odległy, jakim jest osiągnięcie rodzaju hibernacji dla ludzi, który jest proponowany od ponad sześciu dekad.

Nowa metoda ultradźwiękowa może pomóc w osiągnięciu „od dawna poszukiwanej formuły wywoływania nieinwazyjnego i bezpiecznego stanu hibernacji, do której społeczność naukowa dąży co najmniej od lat 60. XX wieku” – podsumowuje główny badacz, Hong Chen.

Publikacja badań w czasopiśmie metabolizm natury Opisuje metodę, która czasowo aktywuje neurony w mózgu, które obniżają temperaturę ciała i spowalniają metabolizm.

Niektóre ssaki i ptaki sprytnie oszczędzają energię i ciepło, przechodząc w stan hibernacji, podczas którego temperatura ich ciała i tempo metabolizmu spadają, aby umożliwić im przetrwanie zagrażających życiu warunków środowiskowych, takich jak ekstremalne zimno lub brak pożywienia.

Ten stan może występować codziennie, jak u kolibrów lub nietoperzy, lub sezonowo, jak hibernacja u niedźwiedzi.

Chociaż podobny warunek został zaproponowany w latach 60. XX wieku dla astronautów podczas lotów kosmicznych lub dla pacjentów z zagrażającymi życiu problemami zdrowotnymi, nadal trudno jest go bezpiecznie wywołać, przypomina oświadczenie uniwersytetu.

Multidyscyplinarny zespół wywołał stan podobny do hibernacji u myszy za pomocą ultradźwięków do stymulacji przedoperacyjnego obszaru podwzgórza mózgu, który pomaga regulować temperaturę ciała i metabolizm.

Oprócz myszy, która naturalnie hibernuje, sprowokowali ją u szczura, który tego nie robi.

Aby to osiągnąć, zespół opracował przenośny przetwornik ultradźwiękowy — urządzenie — do stymulacji neuronów w przedoperacyjnym obszarze podwzgórza.

Po stymulacji myszy wykazywały spadek temperatury ciała o około 3°C przez około godzinę. Ponadto ich metabolizm przesunął się z wykorzystywania węglowodanów i tłuszczów jako energii na wykorzystywanie wyłącznie tłuszczów, co jest kluczową cechą hibernacji, a tętno spadło o 47 procent, a wszystko to w temperaturze pokojowej.

Zespół odkrył również, że wraz ze wzrostem ciśnienia akustycznego i czasu trwania ultradźwięków zwiększała się głębokość hipotermii i spowolniony metabolizm, znany jako hipotermia indukowana ultradźwiękami i hipotermia metaboliczna (UIH).

Badacz dodaje, że UIH utrzymywał temperaturę ciała myszy na poziomie 32,95 stopnia przez 24 godziny, która wracała do normy po wyłączeniu ultradźwięków.

Aby dowiedzieć się, w jaki sposób hipotermia wywołana ultradźwiękami aktywuje hipotermię, zespół zbadał dynamikę aktywności neuronów w przedoperacyjnym obszarze podwzgórza. Zaobserwowali stały wzrost aktywności nerwowej w odpowiedzi na każdy impuls ultradźwiękowy, co zbiegło się ze zmianami temperatury ciała myszy.

Chen i jego zespół badali również cząsteczkę, która pozwalała tym neuronom strzelać w ultradźwiękach. Za pomocą sekwencjonowania genetycznego odkryli, że ultradźwięki aktywują kanał jonowy TRPM2 w neuronach w obszarze przedwzrokowym podwzgórza.

W różnych eksperymentach wykazali, że jest to kanał jonowy wrażliwy na ultradźwięki i że przyczynia się do indukcji UIH.

U myszy, które normalnie nie hibernują ani nie hibernują, zespół podał ultradźwięki w przedoperacyjny obszar podwzgórza i zaobserwował spadek temperatury skóry, szczególnie w obszarze brunatnej tkanki tłuszczowej, a także spadek o około 1 stopień. W temperaturze wewnętrznej ciała, podobnie jak podczas normalnej hibernacji.

Ta metoda może mieć przyszłe zastosowania w medycynie lub w dalekich lotach kosmicznych, podsumowuje czasopismo.

Pozostają ograniczenia

To wielki postęp (…). Otworzy to nowe i ekscytujące obszary badań. Próby są dobrze zaprojektowane, a testy są przeprowadzane zarówno na hibernującym zwierzęciu (mysz), jak i nie hibernującym zwierzęciu (mysz)” – mówi. Mateusz Serrez Uniwersytetu w Bolonii (Włochy), który nie podpisał artykułu.

Jednak „ograniczone efekty u myszy, choć ważne, sugerują również, że należy jeszcze zrobić więcej, aby uzyskać odpowiednie zastosowania u ludzi”.

„Biorąc pod uwagę osiągnięty stopień hipometabolizmu, uważam, że ta technologia będzie przydatna w określonych okolicznościach, w których niewielka hipotermia może być rzeczywiście bardzo korzystna, bardziej niż podróże międzyplanetarne” – powiedział Science Media w Hiszpanii.

Z informacji z EFE