به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، پرداختن به کمبود دوپامین که مشخصه‌ی بیماری پارکینسون است، یکی از اهداف کلیدی درمان‌های پیشین و جدید است، اما نظارت بر سطوح انتقال دهنده عصبی ناشی از این مداخلات می‌تواند کار دشواری باشد.

اکنون دانشمندان ابزار جدید و امیدوارکننده‌ای را برای این کار توسعه داده‌اند که با نام « نانوحسگر رنگ فلورسنت» توصیف می‌شود که در حضور دوپامین به روشنی می‌درخشد تا غلظت و گستردگی آن را در مغز آشکار کند.

کاهش تولید دوپامین که در بیماری پارکینسون مشاهده می‌شود با شروع علائم حرکتی مانند لرزش و تعادل ضعیف مرتبط است و در حالی که درمان کاملی برای این بیماری وجود ندارد، درمان‌ها می‌توانند این روند را کند کنند و کیفیت زندگی بیمار را بهبود ببخشند که شامل استفاده از دارویی موسوم به "لوودوپا"(levodopa) است که به مغز کمک می‌کند دوپامین بیشتری تولید کند و همچنین تحریک عمیق مغز که چند دهه است به عنوان راهی برای بهبود علائم فیزیکی حاصل از این بیماری استفاده می‌شود.

اکنون یک روش دقیق برای اندازه‌گیری دوپامین، روش جدید و قدرتمندی را برای نظارت بر اثربخشی این درمان‌ها در اختیار پزشکان قرار می‌دهد و به آنها اجازه می‌دهد رویکردهای خود را برای بهبود نتایج بیمار اصلاح کنند.

این روش از الکترودها برای اندازه‌گیری فعالیت شیمیایی در مغز استفاده می‌کند. در سال ۲۰۱۷ یک تیم از موسسه فناوری ماساچوست(MIT) آرایه جدیدی را برای نظارت طولانی مدت دوپامین در سراسر مناطق مغز در لحظه تولید کرد و از آن پس سایر سیستم‌های الکترودی به بهبود دقت این تکنیک در سال‌های پس از آن ادامه داده‌اند.

اکنون یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه "روهر بوخوم" آلمان یک رویکرد جایگزین را دنبال کرده است و به دنبال ارائه وضوح مکانی و زمانی جدید برای قرائت دوپامین است. این تکنیک با نانولوله‌های کربنی بسیار نازک حدوداً ۱۰ هزار برابر نازک‌تر از موی انسان امکان‌پذیر شده است. دانشمندان تغییراتی را انجام دادند که این لوله‌های کوچک را به قابلیت‌های جدیدی مجهز کرد و آنها را قادر ساخت تا به دوپامین متصل شوند و بسته به غلظت آن، کم و بیش درخشان شوند.

"سباستین کروس" نویسنده این مطالعه توضیح می‌دهد: ما به طور سیستماتیک این ویژگی را با اتصال توالی‌های مختلف نوکلئیک اسید کوتاه به نانولوله‌های کربنی به گونه‌ای اصلاح کرده‌ایم که فلورسانسِ آنها در تماس با مولکول‌های تعریف شده تغییر می‌کند. ما بلافاصله متوجه شدیم که چنین حسگرهایی برای نوروبیولوژی جالب خواهند بود.

سپس دانشمندان به دنبال آزمایش پتانسیل این حسگرها در یک شبکه عصبی فعال افتادند و شرایط کشت سلولی را برای آن در آزمایشگاه ایجاد کردند. پوشاندن سلول‌های عصبی با لایه‌ای بسیار ظریف از "نانوحسگر دوپامین رنگ فلورسنت" محققان را قادر می‌سازد تا ترشح این انتقال‌دهنده عصبی را با وضوح مکانی و زمانی بالا در لحظه که تاکنون امکان‌پذیر نبود، شناسایی کنند. یک الگوریتم یادگیری ماشینی هدفمند نیز حسگرها را قادر می‌سازد تا برای اولین بار نقاط انتشار دوپامین را در امتداد ساختارهای عصبی آشکار کنند.

"سوفیا ایزارووا" نویسنده دیگر این مطالعه می‌گوید: آنها بینش جدیدی در مورد انعطاف‌پذیری و تنظیم سیگنال‌های دوپامین ارائه می‌کنند. آنها در دراز مدت همچنین می‌توانند پیشرفت در درمان بیماری‌هایی مانند پارکینسون را تسهیل کنند.

نتایج تحقیقات اولیه نشان می‌دهد که این حسگرهای جدید می‌توانند به عنوان ابزاری برای مطالعه سامانه‌های مولکولی و سلولی پشت ترشح دوپامین عمل کنند. دانشمندان تصور می‌کنند که این فناوری برای کاربردهای دیگر نیز قابل تطبیق است و احتمالاً آن را برای روشن کردن مولکول‌های سیگنالی که برای مثال پاتوژن‌ها را آشکار می‌کنند، سازگار کنند.

این تحقیق در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

انتهای پیام