Углеродные нанотрубки всё же пригодятся в нейроинженерии
12 декабря 2012 года, 16:25 |
Текст: Роман Иванов
Начнём с того, что , проведённые этим летом американскими учёными, показали, что новые наночастицы могут стать эффективным терапевтическим средством при лечении повреждений мозга, вызванных травмами. И вот теперь специалисты из (США) сообщают, что ультрачистые способны регулировать избыточные уровни хлоридов в нервных клетках. Публикация в журнале целиком посвящена влиянию, оказываемому нанотрубками на нейроны.
Сотрудники лаборатории профессора Цзе Лю (крайний справа) (фото Duke University).
Углеродные нанотрубки всегда вызывали живой интерес учёных, занимающихся функционированием нервной системы, чему «виной» уникальные электрические и механические свойства этого углеродного материала. Самые большие надежды возлагались на то, что эти редкие качества будут полезны для создания устройств, способных образовывать интерфейс с нервной тканью. Однако все предыдущие эксперименты, проводившиеся с нейронами и углеродными нанотрубками, дали, мягко говоря, неоднозначные результаты — как полагают, в основном благодаря примесям, содержащимся в углеродном материале.
Правильность этого предположения удалось подтвердить сотрудникам Университета Дюка, которые синтезировали и протестировали ультрачистые «многостенные» углеродные нанотрубки (few-walled carbon nanotubes). Как оказалось, в этом случае нанотрубки не только не вредят нервным клеткам, а скорее проявляют о них нежнейшую заботу. Так, по словам руководителя исследования профессора Цзе Лю (), нанотрубки значительно ускоряют рост нейронных клеток.
Нейрон (иллюстрация IEEE Spectrum).
И этот ускоренный рост приводит к скорейшему установлению контроля над уровнем хлорид-ионов в нервных клетках, избыточные концентрации которого могут вызывать нарушения в нормальном функционировании нейронов. Эпилепсия, хронические боли, а также травматические повреждения мозга — все эти недуги связаны с повреждением нейронных сетей избыточным содержанием хлоридов.
Человеческое тело регулирует уровни хлоридов в клетках центральной нервной системы, продуцируя белок КСС2. При «взрослении» концентрация белка КСС2 в нервных клетках растёт вместе с их способностью самостоятельно регулировать уровни хлоридов. Эксперименты показали, что углеродные нанотрубки заставляют нейроны «взрослеть» намного быстрее, что приводит к быстрому падению в них содержания хлоридов.
