Ερευνητές ανέπτυξαν συσκευή για τη μελέτη νευρωνικών δικτύων και νευρολογικών παθήσεων

Ερευνητές στην Ελβετία ανέπτυξαν μια πρωτότυπη συσκευή σε σχήμα λουλουδιού για τη μελέτη νευρωνικών δικτύων και νευρολογικών παθήσεων. Η συσκευή «e-Flower»– όπως ονομάστηκε- έχει τεράστιες δυνατότητες και θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Το e-Flower αποτελείται από μια τρισδιάστατη συστοιχία μικροηλεκτροδίων σε σχήμα λουλουδιού, που έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας των νευρικών σφαιροειδών.

Τα νευρωνικά σφαιροειδή είναι προηγμένες τρισδιάστατες ομάδες εγκεφαλικών κυττάρων που χρησιμοποιούνται ως μοντέλα για τη μελέτη του ανθρώπινου εγκεφάλου. Αυτές οι μικροσκοπικές δομές αναπαράγουν ορισμένες από τις βασικές λειτουργίες του εγκεφαλικού ιστού, καθιστώντας τις πολύτιμα εργαλεία για την κατανόηση των νευρωνικών δικτύων. Σε σύγκριση με τα οργανοειδή, τα νευρικά σφαιροειδή είναι απλούστερες δομές που περιέχουν διάφορους τύπους κυττάρων και μιμούνται καλύτερα τη λειτουργία του εγκεφάλου.

Η πρωτοποριακή συσκευή επιτρέπει στους ερευνητές να παρακολουθούν την ηλεκτρική δραστηριότητα αυτών των σφαιροειδών με τρόπο που προηγουμένως ήταν αδύνατον.

«Το e-Flower μας επιτρέπει να καταγράφουμε τη νευρική δραστηριότητα από πολύ μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας των νευρικών σφαιροειδών σε πραγματικό χρόνο – κάτι που δεν ήταν δυνατό με τα υπάρχοντα εργαλεία. Η ευέλικτη τεχνολογία μας καθιστά δυνατή τη λήψη ακριβών εγγραφών χωρίς να καταστρέφονται τα τρισδιάστατα νευρωνικά μοντέλα, δίνοντάς μας μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των πολύπλοκων κυκλωμάτων τους», δήλωσε η Στεφανί Λακούρ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

«Εστιάσαμε στα νευρωνικά σφαιροειδή για αυτήν τη μελέτη, επειδή παρέχουν ένα απλό και προσιτό μοντέλο», δήλωσε η Ελεονόρα Μαρτινέλι, μια από τις επικεφαλής ερευνήτριες της μελέτης.

Όπως εξήγησε η Μαρτινέλι, τα σφαιροειδή είναι εύκολο να δημιουργηθούν και να τροποποιηθούν στο εργαστήριο, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για το αρχικό στάδιο της έρευνας. Ωστόσο, ο απώτερος στόχος της ομάδας είναι να δοκιμάσει το e-Flower σε εγκεφαλικά οργανοειδή για μια πιο ακριβή αναπαράσταση της ανάπτυξης και των διαταραχών του εγκεφάλου.

«Τα οργανοειδή αντιπροσωπεύουν μια συναρπαστική διεπαφή τόσο για την έρευνα της νευροεπιστήμης όσο και για τη νευροτεχνολογία επόμενης γενιάς», δήλωσε η Λακούρ. «Γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ των απλοποιημένων μοντέλων in vitro και της πολυπλοκότητας του ανθρώπινου εγκεφάλου. Η δουλειά μας με το e-Flower είναι ένα κρίσιμο βήμα για να μπορέσουμε να εξερευνήσουμε αυτά τα τρισδιάστατα μοντέλα» πρόσθεσε.

Το e-Flower έχει σχεδιαστεί για να ενσωματώνεται απρόσκοπτα με τα υπάρχοντα συστήματα ηλεκτροφυσιολογίας, επιτρέποντας στους ερευνητές να τα χρησιμοπιήσουν στα πειράματά τους χωρίς να χρειάζεται να κάνουν σημαντικές τροποποιήσεις.

«Μόλις εφαρμοστεί η τεχνολογία στα οργανοειδή, η ικανότητα καταγραφής ηλεκτρικής δραστηριότητας από όλες τις πλευρές θα παρέχει μια πολύ πιο ολοκληρωμένη κατανόηση των διαδικασιών του εγκεφάλου», σημείωσε η ομάδα.

Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances.

ΠΗΓΗ: Interesting Engineering