אולטרסאונד יכול לעזור לשלוט במוח

מאמר של צוות מדענים על עבודתם החדשה הופיע באחד הפרסומים המדעיים הידועים - המומחים הצליחו לשלוט בפעולות של תולעים עגולות באמצעות גן מיוחד על ידי השפעה עליהן באמצעות אולטרסאונד.

ראש הקבוצה המדעית, סטיוארט איבסן מקליפורניה, הסביר שגלי אולטרסאונד בתדר נמוך, המתפשטים בגוף, כמעט ואינם מפוזרים, מה שמבדיל אותם מאור. תכונה זו יכולה להיות שימושית, למשל, בעת גירוי אזורים עמוקים במוח.

צוותו של איבסן הצליח לשלוט בפעולותיהן של התולעים העגולות הטרנסגניות באמצעות גלי אולטרסאונד ובועות אוויר שהיו קיימות במצע הגידול שמסביב לתולעים.

מדענים שינו את הגנום של תולעים עגולות כך שתאי העצב שלהן הופכים רגישים לפקודות הנשלחות באמצעות אולטרסאונד. המומחים הצליחו להשיג זאת על ידי החדרת הגן TRP-4 לדנ"א של התולעים. גן מיוחד זה מכיל "מדריך" מסוים להרכבת מולקולות של חלבון יוצא דופן הממוקם על פני השטח של נוירונים; חלבון זה הוא שאחראי על תפיסת האולטרסאונד על ידי תולעים עגולות ומאפשר להן לשלוט בפעולותיהן. חלבונים כאלה משמשים כמעין תעלה שדרכה עוברים יונים מסוימים (במקרה של תולעים, תעלות היונים נפתחות לסידן), מה שגורם לתאי המוח להיות פעילים.

כאשר אולטרסאונד פוגע במולקולות חלבון, נפתחת תעלה והתא פולט דחף חשמלי. הודות לכך, מדענים הצליחו לשלוט לא רק על עבודתם של תאים בודדים, אלא גם על כל מוח התולעים. בנוסף לאולטרסאונד, בועות אוויר, שהיו מצופות בשכבת שומן מיוחדת וצבע, סייעו להשפיע על התנהגות התולעים. בועות כאלה סייעו להפעיל נוירונים ספציפיים. כתוצאה מחשיפה לאולטרסאונד, מדענים אילצו את התולעת לנוע בכיוון ההפוך, להסתובב בזווית חדה, או לא להסתובב כלל.

שיטה זו של שליטה על עבודת המוח נקראת סונוגנטיקה וכיום ניתן ליישם אותה רק על תולעים. עם זאת, לדברי מדענים, בהחלט ניתן להתאים שיטה זו לא רק לבעלי חיים אחרים, אלא גם לבני אדם, אם כי ישנם קשיים רבים בדרך למטרה זו.

כדי שהשיטה תעבוד, יש צורך להחדיר את הגן TRP-4 לתאים מסוימים בגוף ולהכניס בועות אוויר למערכת הדם. מומחים מציעים שמערכת ייחודית כזו תעזור לאנשים עם הפרעות מוחיות, כמו אפילפסיה.

כעת על המדענים לבדוק האם השיטה תעבוד במקרה של יונקים. נכון לעכשיו, הקבוצה המדעית של איבסן כבר החלה במחקר על מכרסמים, ואם הניסויים יצליחו, ניתן יהיה להתאים את הסונוגניקה לעבודה עם בני אדם. מומחים בטוחים שיוכלו למצוא שיטות לשליטה "ללא מגע" בתאים.

אגב, אולטרסאונד כבר שימש מדענים כדי לעורר את המוח, הוא אף שימש לטיפול במחלות מסוימות, אך קבוצתו של איבסן הייתה הראשונה שהצליחה להפעיל תאים בודדים באמצעות גלי אולטרסאונד.