Adorján, Adrián2021. március 05., péntek
Tudomány

Újfajta elektródák vihetik előre az idegtudományt

2019.06.28.NG
National Geographic Magyarország

Az elektrofiziológiai technikák a 21. század óta központi fontosságúak az idegrendszer működésének tanulmányozásában és a legújabb fejlesztéseknek köszönhetően ez valószínűleg továbbra is így marad.

Forrás: Getty Images

Az idegrendszer működésének alapja, hogy az idegsejtek belsejének ionösszetétele eltér a környezetétől, ami különböző hatásokra megváltozhat. Ez a változás idegsejtről idegsejtre, vagy akár például izomsejtre terjed, ami végül mozgáshoz vezet. Feltehetőleg minden az idegrendszerhez köthető működés ilyen ionkoncentráció változásokon alapul, ezeket pedig elektrofiziológiai módszerekkel lehet nyomon követni.

Az elektrofiziológia több száz éves, rendkívül izgalmas múltra tekint vissza, máig alapvető jelentőségű az idegtudományban és folyamatosan fejlődik. Az utóbbi évek újításai kiküszöbölhetik a klasszikus elektródák legnagyobb hátrányait is. Ezek abból adódnak, hogy a klasszikus elektródák jóval nagyobbak, mint maguk az idegsejtek és anyagaik szilárdsága is nagyságrendekkel eltér az idegszövetétől.

A kísérleti állat mozgása közben az elektródák is elmozdulhatnak, ez egyrészt megzavarhatja az adatfelvételt, másrészt pedig szöveti károsodást is okozhat. A sérülések hatására az immunrendszer akcióba lép és néhány hónap elteltével általában teljesen némává teszi az elektródát. Ilyenkor az idegrendszer immunfunkciókat ellátó sejtjei körülveszik az idegen anyagot, egy tokot formálnak körülötte, amin keresztül az idegsejtek tevékenysége nem lesz tovább követhető.

Ezen hátrányok kiküszöbölésére a kutatók főleg polimerekkel próbálkoznak, melyek szilárdsága összemérhető az idegszövetével. Ezekkel az anyagokkal akár az idegsejtnyúlványokhoz hasonló körülbelül 1 µm vastagságú, a hajszálnál jóval vékonyabb (a hajszál kb. 50 µm vastagságú) elektródákat lehet létrehozni, melyek ráadásul rugalmasak is, így nem mozdulnak el, nem zavarják a felvételt és nem roncsolják az idegszövetet. A legújabb eredmények szerint számos kutatócsoport elektródái képesek voltak hónapokig (sőt egy esetben egy teljes évig) stabil jelet produkálni és nem okoztak szöveti sérülést sem.

Balra egy új típusú elektróda egyik fonala és egy idegsejt rajza, jobbra egy mikroszkópos felvételek alapján rekonstruált 3-dimenziós kép látható, ezen pirossal az elektróda fonalai, sárgával és kékkel az idegsejtek vannak megjelölve.
Forrás: Capadona és mtsai., 2019 – Nature Materials

Úgy tűnik tehát, hogy ezek az új elektródák olyan hosszú távú vizsgálatokat is lehetővé fognak tenni, amikre eddig nem volt példa az idegtudományban, ezzel pedig újra megerősíthetik az elektrofiziológia egyébként is előkelő pozícióját az agykutatásban. Az idegsejtek tevékenységének pontosabb megfigyelése lehet az idegrendszer alaposabb megértésének kulcsa. Az új technológiától első körben rengeteg új adatot várhatunk, ebből remélhetőleg új elképzelések születnek majd, amik további lehetőségekkel szolgálhatnak például az idegrendszer zavarainak kezelésében.

Írta: Reichardt Richárd

Források:
https://science.sciencemag.org/content/364/6439/420
https://www.nature.com/articles/s41583-019-0140-6
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0312-9

Hozzászólások

A patagóniai gleccsertavak áradásának változásai

A patagóniai gleccsertavak áradásának változásai

A szakértők azt vizsgálták, hogy a gleccserek miként idézhetnek elő áradásokat a hegyi régiókban.

A migrén és a tanulási képességek összefüggéseit vizsgálták szegedi kutatók

A migrén és a tanulási képességek összefüggéseit vizsgálták szegedi kutatók

A migrénben szenvedő felnőtt és gyermek betegek vizuálisan irányított, asszociatív tanulási képességeit vizsgálták a Szegedi Tudományegyetem kutatói.

Újabb mérföldkőnél a James Webb űrtávcső

Újabb mérföldkőnél a James Webb űrtávcső

A szakértők nagyon régóta várják, hogy a NASA új űreszköze elkészüljön.

Az ördög szemébe nézett a Hubble űrtávcső

Az ördög szemébe nézett a Hubble űrtávcső

A felvételen az NGC 4826 jelű galaxis látható, melyre gyakran hivatkoznak Ördögszem-galaxisként.

Az oxigénhiány okozta érelmeszesedés

Az oxigénhiány okozta érelmeszesedés

Az érelmeszesedés közvetett módon a vezető halálok Magyarországon, hiszen számos szív- és érrendszeri megbetegedés hátterében az érfalak megvastagodása, merevvé válása és meszes lerakódásai állnak.

National Geographic 2021. februári címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

11 160 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket