Vísindamenn hafa hannað ofur-þunnan, sveigjanlegan og lágmarks ífarandi tauganema sem getur ekki aðeins skráð taugavirkni heldur einnig notað ljós til að örva tiltekna hópa taugafrumna.
Lýst er í nýrri rannsókn í Nature Communications. Þessum rannsaka er um það bil einn-fimmti breidd mannshárs og hentar vel-til að rannsaka lítil, hreyfanleg svæði taugakerfisins, eins og mænu eða úttaugar (taugarnar utan heila og mænu sem flytja upplýsingar milli heilans og restarinnar).
Þetta er þar sem þú þarft mjög lítinn, sveigjanlegan rannsakanda sem hægt er að græða á milli hryggjarliða til að tengjast taugafrumum og getur beygst þegar mænan hreyfist,“ sagði Axel Nimmerjahn, eldri rithöfundur, dósent við Waitt Advanced Biophotonics Center við Salk Institute for Biological Studies í Bandaríkjunum.
Taugarannsóknir geta einnig verið ígræddar í lengri tíma vegna þess að þeir eru meira samhæfðir líffræðilegum vefjum og ólíklegri til að kalla fram ónæmissvörun.
Donald Sirkis, prófessor í nanóverkfræði við Jacobs School of Engineering og annar yfirhöfundur rannsóknarinnar, sagði: "Fyrir langvarandi taugaviðmót þarftu laumuleitan rannsakanda - eitthvað sem líkaminn veit ekki einu sinni að sé til staðar en getur samt átt samskipti við taugafrumur." Við háskólann í Kaliforníu, San Diego.
Það sem aðgreinir þennan rannsakanda frá öðrum ofurþunnum, sveigjanlegum nema sem fyrir eru er að hann samanstendur af rafrás og sjónrás, sem gerir honum kleift að skrá rafvirkni taugafrumna og nota ljós til að örva tiltekna hópa taugafrumna.
Að hafa þessa tvöfalda stillingu - rafupptöku og sjónörvun - í svona litlu fótspori er einstök samsetning,“ útskýrði Sirbuly.
Nýja taugakönnunin er snjöll verkfræðiafrek.
Rafrásin inniheldur ofurþunnt fjölliða rafskaut (sem getur leitt rafmagn), en ljósrásin inniheldur ofurþunnt ljósleiðara sem sendir ljós. Að setja þetta tvennt í sama taugakönnun krefst mjög snjallrar verkfræði.
Röngin verða að vera einangruð til að koma í veg fyrir að þær trufli hver aðra á meðan þær eru settar í örnema með þvermál sem er aðeins 8 til 14 míkron. Rannsakendur verða einnig að tryggja að rannsakarnir séu sveigjanlegir, endingargóðir, lífsamhæfir og geti virkað eins vel og núverandi---taugakannanir.
Þegar þeir eru búnir til eru taugarannsóknirnar græddar í heila lifandi músa í allt að mánuð, en á þeim tíma valda þeir nánast engum bólgum í heilavef.
Þessir nemar geta skráð rafvirkni taugafrumna með mikilli næmni og geta einnig verið notaðir til að örva taugafrumur í heilaberki músarinnar til að hreyfa hárhönd þeirra.
Sem stendur vitum við mjög lítið um hvernig mænan virkar, hvernig hún vinnur úr upplýsingum og hvernig taugavirkni hennar er trufluð eða skemmd við ákveðnar sjúkdómsaðstæður,“ sagði Nimmerjahn.
Upptaka frá svo kraftmiklum og örsmáum mannvirkjum hefur alltaf verið tæknileg áskorun. Við teljum að rannsakar okkar og framtíðarrannsóknafylki hafi einstaka möguleika til að hjálpa okkur að rannsaka mænu - ekki aðeins til að skilja hana á grundvallarstigi, heldur einnig til að hafa getu til að stjórna virkni hennar.
Þar að auki, þar sem hægt er að ná fram örtrefjum af næstum hvaða lengd sem er, er hægt að nota framleiðsluferlið til að þróa taugarannsóknir sem geta náð dýpri heilasvæðum. Hins vegar, þar sem stífleiki rannsakans minnkar með aukinni lengd, gæti verið nauðsynlegt að breyta hönnuninni - eins og uppleysanlegri sykurhúð eða stífu fjölliðalagi - til að koma í veg fyrir beygju.
