Kropki kwantowe mogą aktywować neurony

Czy któregoś dnia będziemy w stanie walczyć z padaczką, z chorobą Parkinsona i z innymi chorobami neurologicznymi bez konieczności stosowania chirurgii inwazyjnej? Być może. Tak przynajmniej utrzymują badacze amerykańscy, którzy opracowali zastrzyk z kropek kwantowych, które zdolne są do selektywnego przytwierdzania się do niektórych typów neuronów. Zastrzyk ten być może pozwoli na stymulowanie tych neuronów przy pomocy ... światła.

Jeszcze kilkadziesiąt lat temu medycyna była tak naprawdę całkowicie bezbronna w obliczu choroby Parkinsona oraz niektórych postaci głębokiej depresji, nie poddających się żadnemu leczeniu. A jednak, w niektórych przypadkach, stan pacjentów poprawił się dzięki technice głębokiej stymulacji mózgowej.

Polega ona na implantowaniu elektrod w niektóre regiony mózgu, takie jak podwzgórze. Regiony te są następnie elekrycznie stymulowane, a to pobudza neurony. Chodzi więc o swojego rodzaju rozrusznik dla mózgu.

Operacja jest delikatna i wiąże się czasami z poważnymi komplikacjami. W przypadku depresji, na przykład, błąd w funkcjonowaniu może skutkować myślami samobójczymi, co jeszcze bardziej pogarsza samopoczucie pacjentów.

Oznacza to, że środek pozwalający lepiej i pewniej kontrolować aktywność niektórych neuronów, albo niektórych stref mózgu, bez konieczności wszczepiania elektrod, byłby lepszym rozwiązaniem.

Nawet nie musimy wierzyć w to, co zapowiadają najbardziej optymistyczni apostołowie nanotechnologii, iż już za trzydzieści lat nanoroboty pilotowane przez komputery (być może kwantowe) będą patrolować wnętrze naszych ciał, aby uregulować wszystkie możliwe problemy zdrowotne.

Albowiem, może okazać się jak najbardziej prawdopodobne, że nanotechnologie naprawdę otworzą nowe możliwości pozwalające obyć się bez głębokiej stymulacji mózgowej. Grupa badacza właśnie opublikowała swój artykuł w naukowym przeglądzie Biomedical Optics Express. W artykule tym naukowcy opisują w jaki sposób można stymulować neurony przy pomocy kropek kwantowych.

Kropki kwantowe to w rzeczywistości wiązki atomów formujące półprzewodniki i zachowujące się jak sztuczne atomy z pewnym poziomem energii.

Komórki siatkówki: premierowe zastosowanie

Badacze doszli do takich wniosków hodując komórki nowotworowe na filmie z tych kropek kwantowych. Pod wpływem działania światła, elektrony w tych kropkach sprawiają, że środowisko tych nanoprzedmiotów staje się naładowane negatywnie. Fizycy stwierdzili, że w odpowiedzi, kanały jonowe membran komórkowych się otwierają.

Na początku działało to jedynie w przypadku komórek prostaty, ale przechodząc do komórek nerwowych, naukowcy stwierdzili, że takie samo zjawisko ma miejsce wraz z tworzeniem potencjału czynnościowego. Teoretycznie, można wprowadzić do organizmu kropki kwantowe pokryte specyficznymi molekułami, aby przytwierdziły się one na neuronach cierpiących z powodu dysfunkcji.

Poddane promieniowaniu, te kropki kwantowe stymulowałyby jedynie ściśle określone obwody neuronów. To, czy jest to wykonalne, badacze muszą jeszcze to udowodnić. Tym bardziej, że te kropki kwantowe wcale nie muszą być biokompatybilne.

Przede wszystkim, trzeba nauczyć się pobudzać kropki kwantowe w mózgu, co wcale nie jest aż tak oczywiste, jak to wygląda na papierze.

I to właśnie dlatego naukowcy uważają, że jeżeli ta technika naprawdę któregoś dnia zostanie opracowana i znajdzie się dla niej zastosowanie praktyczne, zacznie się ona najpierw sprawdzać na komórkach siatkówki, aby przywracać wzrok, a przynajmnije częściowo. I przynajmniej u niektórych pacjentów.

Na dzień dzisiejszy, nic nie jest mniej pewne niż to, że kropki kwantowe faktycznie znajdą zastosowanie w medycynie.