К
ак восстановить разрушенное в организме? Об изучении молекулярного уровня нервной системы рассказал
Всеволод Белоусов, учёный-нейробиолог, член-корреспондент РАН и директор Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России, на пленарной лекции «Нейротехнологии в медицине и в биомедицинских исследованиях».
Чтобы понять, что происходит в нервной системе, нужны инструменты измерения – биосенсоры. Нейротехнологии – это методы, которые сегодня позволяют считывать информацию из нервной системы организма. Полученные данные учёные преобразовывают в алгоритмы и систему управления аппаратуры. Устройства могут восстановить биологические процессы, которые после заболевания стали функционировать неверно.
В исследованиях Всеволод Вадимович использует принцип флуоресцентного белка. В лаборатории свойства биологического элемента изменяют, наделяя светом. Частицы занимаются анализом внутренней и внешней среды. Например, связывают АТФ или измеряют пероксид водорода, из‑за чего меняют свою форму (конформацию) и дальше запускают какую-то функцию – садятся на ДНК и включают экспрессию нужных генов.
Когда производится пероксид водорода, флуоресценция белка меняется. Мы это видим в живой клетке. Мы можем адресовать этот белок в любой орган, ткань, нейроны, сердце, мышцы, куда-то можно. Более того, мы можем прикрепить к нему молекулярную метку так, чтобы он шёл, например, в митохондрии, и рапортировал то, сколько и каких веществ в митохондриях.
Когда причина нарушения функций выявлена, переходят к реабилитации организма. Виртуальная реальность – один из инструментов в восстановлении процессов.
Частый случай – у пациента утратила подвижность рука, хотя конечность здорова. Дело – в голове или конкретно в мозге. Врачи стараются «перевесить» управление рукой с погибшей области мозга на какую-то соседнюю, которая жива, или заново обучить этой функцией.
Испытуемому дают предмет и просят взять в руку. Датчики считывают намерение, и в изображении очков виртуальной реальности транслируют успешное совершение действия. За счёт многократных повторений формируется петля обратной связи между намерением и реальным движением. Постепенно контроль переносится на существующую руку.
Текст: Арина Шейко, СГУ; фото: Мария Рыжкова, НГЛУ имени Н.А. Добролюбова
#наукамолодых #наукабудущего #НБНМ #конкурсНИР #медиакод #Десятилетиенауки