محققان دانشگاه واشنگتن به تازگی تکنیکی به نام AhSonogenetics یا سونوژنتیک هولوگرافیک پرتو هوایی را توسعه دادند. این روش از یک دستگاه سونوگرافی پوشیدنی غیرتهاجمی برای اصلاح نورون‌های انتخاب شدۀ ژنتیکی در مغز استفاده می‌کند.
به گزارش تک‌ناک، این فناوری غیرتهاجمی، یک دستگاه آکوستیک هولوگرافیک را با مهندسی ژنتیک ادغام می‌کند و باعث می‌شود که نورون‌های خاصی در مغز به‌طور دقیق هدف قرار گیرد.
بیماری‌های مغزی انسان مثل پارکینسون، مناطق متعددی را تحت تأثیر قرار می‌دهند و به فناوری‌هایی نیاز دارند که بتوانند به‌طور دقیق و انعطاف‌پذیر به همۀ مناطق آسیب‌دیده به‌طور همزمان رسیدگی کنند.
هونگ چن، سرپرست این مطالعه گفت: با فعال‌سازی نورومودولاسیون دقیق و انعطاف‌پذیر برای انواع سلول‌های عصبی بدون نیاز به روش‌های تهاجمی، AhSonogenetics ابزار قدرتمندی برای بررسی مدارهای عصبی سالم فراهم می‌کند و روش‌های مؤثری برای درمان اختلالات عصبی ارائه می‌دهد.
دستگاه فراصوت پوشیدنی غیرتهاجمی
چن و گروهش تکنیکی به نام AhSonogenetics یا سونوژنتیک هولوگرافیک پرتو هوایی را توسعه دادند. این روش از یک دستگاه سونوگرافی پوشیدنی غیرتهاجمی برای اصلاح نورون‌های انتخاب شدۀ ژنتیکی در مغز موش استفاده کرد.
تکنیک AhSonogenetics چندین پیشرفت را در یک فناوری واحد ادغام می‌کند. در سال 2021، چن و گروهش سونوژنتیک را معرفی کردند که از سونوگرافی متمرکز برای ارائه یک ساختار ویروسی حاوی کانال‌های یونی حساس به سونوگرافی، به نورون‌های انتخاب شدۀ ژنتیکی در مغز استفاده می‌کند.
این تکنیک از سونوگرافی متمرکز با شدت کم بهره می‌گیرد تا یک انفجار کوتاه از گرما ایجاد، کانال‌های یونی را باز و نورون‌ها را فعال کند. چن اولین کسی بود که نشان داد سونوژنتیک می‌تواند بر رفتار موش‌هایی که آزادانه حرکت می‌کنند، تأثیر بگذارد.
در سال 2022، چن و اعضای آزمایشگاهش دستگاهی انعطاف‌پذیر و همه‌کاره به نام فراسطح آکوستیک باینری فعال با پرتو هوایی را طراحی و چاپ سه‌بُعدی کردند، که به آنها امکان دستکاری پرتوهای فراصوت را می‌داد.
علاوه بر این، چن بر روی سونوژنتیک 2.0 نیز کار می‌کند که این تکنیک مزایای سونوگرافی و مهندسی ژنتیک را برای تعدیل دقیق و غیرتهاجمی نورون‌های خاص در مغز انسان‌ها و حیوانات ترکیب می‌کند.
فناوری دستگاه
سونوژنتیک روش دقیقی را برای کنترل فعالیت مغز در اختیار محققان قرار می‌دهد، در حالی که فناوری پرتو هوایی هدایت امواج صوتی را برای ایجاد الگوهای پرتو دلخواه در مغز با وضوح فضایی بالا امکان‌پذیر می‌کند.
این فناوری سه مزیت متمایز را به محققان ارائه می‌دهد.
یانگ که یکی دیگر از محققان این مطالعه است، عنوان کرد: پرتو هوایی، فناوری است که می‌تواند به ما در هدف‌گیری دقیق منطقه‌ای کوچک‌تر از فناوری معمولی، انعطاف‌پذیری هدایت به مناطق نشانه‌گذاری شدۀ مغز و هدف قرار دادن چندین ناحیۀ مغزی به‌طور همزمان، کمک کند.
چن و اعضای گروهش به‌طور جداگانه، فراسطح‌های پرتو هوایی را طراحی کردند تا به عنوان مبنایی برای دستگاه‌های سونوگرافی پوشیدنی مناسب برای کاربردهای مختلف و مکان‌های دقیق مغز باشند.
محققان این تکنیک را روی یک موش مبتلا به بیماری پارکینسون آزمایش کردند. آنها با استفاده از AhSonogenetics، دو ناحیۀ مغز را به‌طور همزمان در یک موش با موفقیت تحریک کردند و نیاز به چندین ایمپلنت یا مداخله را از بین بردند. این تحریک نقایص حرکتی مربوط به پارکینسون مانند: حرکات آهسته و مشکل در راه رفتن را در موش کاهش داد.
