Zaglądanie do środka głowy

Naukowcy znaleźli nowe, niezwykłe zastosowanie nanorurek węglowych. Za ich pomocą będą badać mózg

Aktualizacja: 26.08.2008 08:18 Publikacja: 25.08.2008 21:07

Model nanorurki

Model nanorurki

Foto: Rzeczpospolita

Pokryte węglowymi nanorurkami elektrody przyczynią się do poprawienia możliwości obserwowania procesów, jakie zachodzą w mózgu. W znaczny sposób usprawnią również stymulację komórek nerwowych. Pracuje nad tym zespół lekarzy i badaczy ze szpitali uniwersyteckich i klinik w Teksasie. Zespołem kieruje prof. Edward Keefer. Amerykańscy badacze umieszczali elektrody w korze mózgowej uśpionych szczurów oraz w tym samym obszarze mózgu rozbudzonych małp makaków. Wyniki swoich eksperymentów przedstawili na łamach brytyjskiego prestiżowego tygodnika naukowego "Nature".

Obecnie lekarze i badacze zajmujący się fizjologią mózgu stosują do penetracji tego organu bardzo delikatne elektrody z wolframu i stali nierdzewnej. Za ich pomocą rejestrują aktywność elektryczną mózgu bądź pobudzają niektóre jego regiony. Na przykład elektrod takich używa się do leczenia niektórych chorób: parkinsona, epilepsji, w przypadkach depresji – aby znieść niektóre jej objawy, gdy z jakichś powodów inne metody terapeutyczne nie wchodzą w rachubę.

Elektrody nowej generacji są blisko tysiąc razy bardziej efektywne od dziś stosowanych

Problem jednak w tym, że takie elektrody stawiają zbyt duży opór. To sprawia, że rejestrowanie aktywności elektrycznej niektórych partii mózgu w praktyce na razie nie jest możliwe. Drugim ograniczeniem obecnie używanych elektrod jest ich stosunkowo niskie przewodnictwo, w rezultacie uzyskiwana za ich pomocą skuteczność leczenia (stymulowania mózgu) nie zadowala lekarzy i badaczy.

Pomysł na poprawienie tej sytuacji okazał się stosunkowo prosty. Naukowcy z Teksasu pokryli elektrody nanorurkami węglowymi połączonymi z dobrym przewodnikiem, jakim jest polimer.

Rezultaty okazały się spektakularne. Tak spreparowane elektrody są blisko tysiąc razy bardziej efektywne. – Ich skuteczność wzrosła tak dalece, że jakość informacji dostarczanych przez elektrody nowej generacji można przyrównać do przejścia od czarno-białego obrazu telewizyjnego, uzyskiwanego przy użyciu prymitywnej anteny, do obrazu kolorowego, wysokiej rozdzielczości, na dużym ekranie, uzyskiwanego za pomocą anteny parabolicznej – powiedział prof. Edward Keefer.

Stało się tak, ponieważ nanorurki poprawiły połączenie między elektrodami a stymulowaną strefą mózgu. Węglowe nanorurki odznaczają się – generalnie – dobrą biokompatybilnością, biodopasowaniem do neuronów, czyli komórek nerwowych.

Zanim ta nowa technologia znajdzie zastosowanie w szpitalach, konieczne jest przeprowadzenie kolejnych badań na zwierzętach. Wiemy już od pewnego czasu, że stosowanie w medycynie węglowych nanorurek może się wiązać z pewnym niebezpieczeństwem, ale jednak korzyści chyba przeważą. Zwłaszcza że w perspektywie jest współdziałanie żywych komórek z materią nieorganiczną – powiedział prof. Edward Keefer.

Nanorurki spowodują w XXI wieku nie mniejszy przewrót w technologii niż plastik w wieku XX. Już znajdują zastosowanie w elektronice (a ta z kolei praktycznie we wszystkich dziedzinach).

Między innymi, wykorzystując zdolności nanorurek do emisji elektronów, przy niskim napięciu, zbudowano kolorowe płaskie wyświetlacze graficzne. Stosując je w mikroskopie atomowym, dziesięciokrotnie zwiększono jego rozdzielczość, dzięki temu można obserwować białka i DNA.

Z nanorurek zbudowano pamięć mechaniczną. Powstały też nanopensety umożliwiające manipulowanie obiektami o średnicy kilkuset nanometrów (jeden nanometr równa się jednej miliardowej metra).

Trwają eksperymenty z przechowywaniem w nanorurkach takich pierwiastków jak lit, dzięki czemu możliwe jest budowanie akumulatorów o bardzo długim czasie działania.

Ponieważ nanorurki są czułe na różne pierwiastki i substancje, na przykład na amoniak czy tlen, mogą służyć jako bardzo precyzyjne czujniki chemiczne. Trwają badania nad zastąpieniem drucików wolframowych nanorurkami w żarówkach.

Pokryte węglowymi nanorurkami elektrody przyczynią się do poprawienia możliwości obserwowania procesów, jakie zachodzą w mózgu. W znaczny sposób usprawnią również stymulację komórek nerwowych. Pracuje nad tym zespół lekarzy i badaczy ze szpitali uniwersyteckich i klinik w Teksasie. Zespołem kieruje prof. Edward Keefer. Amerykańscy badacze umieszczali elektrody w korze mózgowej uśpionych szczurów oraz w tym samym obszarze mózgu rozbudzonych małp makaków. Wyniki swoich eksperymentów przedstawili na łamach brytyjskiego prestiżowego tygodnika naukowego "Nature".

Pozostało 85% artykułu
Nauka
Pełnia Księżyca w grudniu. Zimny Księżyc będzie wyjątkowy, bo trwa wielkie przesilenie księżycowe
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań