Импульсы ультразвука, поступающие в мозг, переводят мышей в состояние, подобное спячке

Эксперименты дают интригующий намек на технологию, которая в будущем может вызвать оцепенение у людей.

Для многих животных жизнь - это цикл дефицита, а также изобилия. Зимой спящие существа сворачиваются калачиком под землей, замедляя свой метаболизм, чтобы дожить до весны без пищи. Даже лабораторные мыши, если их лишить пищи, могут впасть в состояние, называемое оцепенением, своего рода режим ожидания, который экономит энергию.

Это то, о чем люди давно мечтали для себя: если мы когда-нибудь покинем эту планету и отправимся путешествовать в космос, мы сами переживем время дефицита. Писатели-фантасты склонны представлять таинственную технологию, которая удерживает людей в состоянии стазиса, способную пережить столетия молчания, прежде чем появиться в новой жизни. На данный момент эта технология недоступна.

Но по мере того, как ученые работают над пониманием таких состояний, как оцепенение и спячка, появляются дразнящие подробности о том, как мозг контролирует метаболизм. Исследователи сообщили в журнале Nature Meta**bolism в четверг, что им удалось ввести мышей в состояние, похожее на оцепенение, воздействуя короткими импульсами ультразвука на определенную часть мозга. Пока неясно, почему именно ультразвук оказывает такой эффект, но полученные данные свидетельствуют о том, что изучение нейронных цепей, участвующих в оцепенении, может выявить способы манипулирования метаболизмом за пределами лаборатории.

Ультразвуковые устройства, которые генерируют высокочастотные звуковые волны, наиболее известны своими возможностями визуализации. Но они также использовались нейробиологами для стимуляции нейронов. При правильной настройке звуковые волны могут проникать глубоко в мозг, сказал Хонг Чен, профессор биомедицинской инженерии Вашингтонского университета в Сент-Луисе и автор новой статьи. В 2014 году Уильям Тайлер, ныне работающий в Университете Алабамы в Бирмингеме, и его коллеги применили ультразвук к сенсорной области мозга и обнаружили, что это усиливает осязание испытуемых. Все больше работ посвящено изучению ультразвука в качестве средства лечения таких расстройств, как депрессия и тревога.

Заинтересовавшись областью мозга, которая регулирует температуру тела у грызунов, доктор Чен и ее коллеги сконструировали крошечные ультразвуковые колпачки для мышей. Устройства направили шесть импульсов ультразвука, каждый из которых длился 10 секунд, на выбранную область мозга грызуна. (Исследователи, которые изучают мозг с помощью ультразвука, должны тщательно настраивать свои устройства, чтобы избежать нагрева, который может повредить ткани).

Исследователи заметили, что мыши перестали двигаться. Измерения температуры их тела, частоты сердечных сокращений и обмена веществ показали выраженное снижение. Мыши оставались в этом состоянии около часа после вспышек ультразвука, а затем вернулись к нормальному состоянию.

Присмотревшись к нейронам, участвующим в этой реакции, исследователи выявили в их мозговых мембранах белок TRPM2, который, по-видимому, чувствителен к ультразвуку; когда исследователи снизили уровень этого белка у мышей, мыши стали устойчивы к воздействию ультразвука.

Это важный шаг к пониманию того, как ультразвук влияет на нейроны, сказал Давиде Фоллони, исследователь Медицинской школы Икана на горе Синай в Нью-Йорке, который изучает мозг с помощью ультразвука; детали в основном были неуловимы.

Но также возможно, что тепло, генерируемое ультразвуком, и не только сам ультразвук, влияет на TRPM2 в мозге мышей, на что указывали Масаси Янагисава и Такеши Сакураи из Университета Цукубы в Японии в отдельных интервью. Они изучали нейроны в этой области мозга и их связь с состояниями оцепенения. По словам доктора Чена, могут быть задействованы оба фактора.

А Вы как считаете, возможно, что эти разработки применят на людей?

Ставьте лайк и подписывайтесь!