خرید بک لینک: پژوهشگران دانشگاه ˮاستنفوردˮ موفق به ابداع روش های جدید برای مشاهده تعاملات بین نورون ها و نحوه محاسبات آنها شده اند.
به گزارش خرید بک لینک به نقل از ایسنا و به نقل از مدیکال اکسپرس، حداقل از دهه ۱۹۵۰ تابحال پژوهشگران بر این باور بوده اند که مغز نوعی کامپیوتر است که در آن نورون ها مدارهای پیچیده ای می سازند و این نورون ها در هر ثانیه تعداد بی شماری محاسبات انجام می دهند. چند دهه بعد، دانشمندان علوم اعصاب دانستند که این مدارهای مغزی وجود دارند، اما محدودیت های فنی بشر اغلب جزئیات محاسبات آنها را از دسترس دور نگه داشته است.
حالا دانشمندان علوم اعصاب دانشگاه استنفورد گزارش داده اند که در نهایت توانسته اند به لطف یک مولکول که در واکنش به تغییرات الکتریکی ظریفی که نورون ها از آن برای انجام محاسبات خود استفاده می نمایند، روشن تر از قبل می شود، آنچه در مدارهای مغز رخ می دهد را رصد کنند.
هم اکنون یکی از بهترین راه ها برای ردیابی فعالیت الکتریکی نورون ها، مولکول هایی هستند که در حضور یون های کلسیم درخشان می شوند؛ یعنی لحظه ای که یک نورون سیگنال الکتریکی را به دیگری منتقل می کند. اما کلسیم خیلی آهسته جریان می یابد و نمی تواند تمام جزئیات نورون را نشان دهد و به هیچ وجه به تغییرات الکتریکی ظریف که واکنش نشان نمی دهد.
یک روش جایگزین برای حل این معضل کاشت الکترودها است، اما در نهایت این الکترودها به نورون ها لطمه می رسانند و قرار دادن الکترود در تعداد بی شماری از نورون ها در موجودات زنده عملی نیست.
پژوهشگران برای حل این مشکل به سرپرستی “مایکل لین” استادیار علوم مغز و اعصاب و مهندسی زیستی و عضو مؤسسه علوم اعصاب “Wu Tsai” و “استفان دیودون” مدیر تحقیقات در “École” پاریس بر مولکول های فلوئورسنت متمرکز شدند که روشنایی آنها مستقیما به تغییرات ولتاژ در نورون ها مرتبط می باشد، ایده ای که “لین” و تیمش سال ها روی آن کار کرده بودند.
با این وجود، این مولکول ها مشکل خاص خودرا داشتند؛ درخشش آنها همیشه خیلی به ولتاژ ارتباط نداشت، بدین سبب “لین” و گروهش در دانشگاه استنفورد به روش شناخته شده ای در زیست شناسی به نام “الکتروپوراسیون” روی آوردند.
پژوهشگران در این روش از کاوشگرهای الکتریکی برای ایجاد سوراخ در غشای سلولی استفاده می نمایند که در اثر این کارف ولتاژ آنها به سرعت مانند یک باتری سوراخ شده به صفر می رسد. “لین” و همکارانش با سوراخ کردن غشای چندین مولکول منتخب توانستند آنهایی را که روشنایی آنها بیشترین تغییر را نسبت به تغییر ولتاژ دارند، انتخاب کنند. “لین” گفت مولکول حاصل موسوم به “ASAP۳” پاسخگوترین نشانگر به ولتاژ است.
“دیودون” و آزمایشگاه وی بر روی یک مشکل دیگر متمرکز شدند. اینکه چگونه می توان نورون ها را در اعماق مغز اسکن کرد. برای ساختن مولکول های فلوئورسنتی مانند “ASAP۳” در اعماق مغز، پژوهشگران اغلب از تکنیکی به نام “تصویربرداری دو فوتونی” استفاده می نمایند که از پرتوهای لیزر مادون قرمز استفاده می نماید که می توانند به بافت نفوذ کنند.
سپس پژوهشگران به منظور اسکن به اندازه کافی سریع چند نورون و دیدن تعامل آنها که تنها در حدود یک هزارم ثانیه طول می کشد، باید نقاط تابش لیزر را به سرعت از یک نورون به نورون دیگر منتقل کنند، کاری که انجام مطمئن آن در حیوانات که حرکت می کنند، دشوار است.
“دیودون” و همکارانش چاره را پیدا کردند که یک الگوریتم جدید به نام “تحریک حجمی منطقه ای فوق سریع” یا “ULoVE” است که در آن لیزر سریعاً چندین نقطه از حجم اطراف یک نورون را اسکن می کند.
“دیودون” اظهار داشت: چنین استراتژی هایی که در آن هر پالس از لیزر به دقت شکل گرفته و به فضای مناسب درون بافت فرستاده می شود، استفاده بهینه از قدرت نور را شامل می شود و امیدوارم به ما امکان ضبط و تحریک میلیون ها مکان در مغز را در هر ثانیه بدهد.
پژوهشگران با کنار هم قرار دادن این روش ها در موش ها نشان دادند که می توانند جزئیات زیادی از فعالیت مغز آنها را در لایه های بالای مغز که کنترل حرکت، تصمیم گیری و سایر عملکردهای شناختی را بر عهده دارد، ردیابی کنند.
“لین” اظهار داشت: حالا می توانیم نورون های موجود در مغز موش زنده را با دقت بسیار بالایی نگاه نماییم و می توانیم این کار را برای مدت طولانی دنبال نماییم. این امر موجب می شود نه تنها چگونگی پردازش سیگنال نورون ها از سلول های عصبی دیگر و نحوه تصمیم گیری آنها، بلکه چگونگی تغییر محاسبات نورون ها با گذشت زمان را دریابیم.
در این میان “لین” و همکارانش بر بهبود بیشتر روش های خود متمرکز هستند. وی اظهار داشت: مولکول “ASAP۳” حالا بسیار قابل استفاده می باشد، اما ما اطمینان داریم که “ASAP۴” و “ASAP۵” به وجود خواهند آمد.
الکتروپوراسیون(Electroporation) یک روش میکروبیولوژی است که در آن اعمال یک میدان الکتریکی به سلول ها به منظور افزایش نفوذپذیری غشاء سلولی، اجازه می دهد مواد شیمیایی، مواد دارویی یا DNA به سلول منتقل شوند. این روش الکتروترنسفر نیز نامیده می شود. در میکروب شناسی، پروسه الکتروپوراسیون اغلب برای تبدیل باکتری ها، مخمرها یا پروتئین های گیاهی به وسیله وارد کردن DNA کدگذاری شده جدید مورد استفاده قرار می گیرد. اگر باکتری ها و پلاسمیدها با هم مخلوط شوند، پلاسمیدها می توانند پس از الکتروپوراسیون به باکتری تبدیل شوند، هرچند بسته به اینکه چه چیزی منتقل می شود پپتیدهای نفوذکننده سلولی یا Cell-Squeezeها می توانند مورد استفاده قرار گیرد. الکتروپوراسیون با مکانیزم عبور هزاران ولت در فاصله یک تا دو میلی متر سلول های معلق در یک دستگاه الکتروپوراسیون کار می کند. بعد از آن، جمعیت سلول ها باید با دقت مدیریت شوند تا آنها فرصتی برای تقسیم شدن داشته باشند، تا سلول های جدید شامل پلاسمیدهای تکثیر شده تولید شود. این روند تقریباً ۱۰ برابر مؤثرتر از تبدیل شیمیایی است.
الکتروپوراسیون همین طور برای وارد کردن ژن های خارجی به سلول های در حال کشت، به خصوص سلول های پستانداران بسیار مفید می باشد. بعنوان مثال، آنرا در روند تولید موش های آزمایشگاهی و همین طور در درمان تومور، ژن درمانی و درمان مبتنی بر سلول می توان استفاده نمود. پروسه وارد کردن DNA خارجی به سلول های یوکاریوتی بعنوان “transfection” شناخته می شود. الکتروپوراسیون برای وارد کردن به سلول ها در تعلیق با استفاده از دستگاه های الکتروپوراسیون بسیار مؤثر است. الکتروپوراسیون جهت استفاده در بافت موجودات زنده اثبات شده است. سلول های پایه را نیز می توان با استفاده از الکتروپوراسیون انتقال داد و پژوهشگران چاره ای برای جایگزینی سلول هایشان پس از ترنسفکشن عرضه کرده اند. با این وجود یک نگرانی در مورد الکتروپوراسیون وجود دارد و این است که بعد از پروسه الکتروپوراسیون، پروسه بیان ژن بیشتر از ۷۰۰۰ ژن می تواند تحت تأثیر قرار گیرد. این امر می تواند مشکلاتی را دربرداشته باشد که بیان ژن باید کنترل شود تا نتایج دقیق و تضمینی ارضا شود.
همجوشی سلولی نه تنها بعنوان یک پروسه ضروری در زیست شناسی سلولی، بلکه همین طور بعنوان یک روش مفید در بیوتکنولوژی و پزشکی مورد توجه است. سلول های همجوشی شده مصنوعی می تواند جهت بررسی و درمان بیماری های مختلف مانند دیابت، بازسازی آکسون ها در سیستم عصبی مرکزی و تولید سلول هایی با خواص مورد نظر مانند واکسن های سلولی برای ایمونوتراپی سرطان استفاده گردد. با این وجود نخستین و شناخته شده ترین کاربرد همجوشی سلول، تولید آنتی بادی های مونوکلونال در تکنولوژی هیبریدوم است. سلول های هیبرید به وسیله اتصال لنفوسیت های B تولیدکننده آنتی بادی با سلول های سرطانی سلول های لنفوسیت B تشکیل می شوند.
منبع: خرید بک لینک
