Μια διεθνής ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει και δοκιμάσει με επιτυχία μια ιδέα στην οποία τα νεύρα διεγείρονται με παλμούς φωτός. Η μέθοδος παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα για την ιατρική και ανοίγει ένα ευρύ φάσμα πιθανών εφαρμογών. Η τεχνολογία επιτρέπει εντελώς νέους τύπους εμφυτευμάτων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τόνωση των νευρικών κυττάρων και αναπτύχθηκε σε κοινή προσπάθεια από ερευνητές από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Γκρατς (TU Graz), το Ιατρικό Πανεπιστήμιο του Γκρατς (Med Uni Graz), το Πανεπιστήμιο του Ζάγκρεμπ και η Τσεχική CEITEC. Η βάση αυτής της τεχνολογίας περιλαμβάνει χρωστικές από τη βιομηχανία τροφίμων, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται σε οργανικά ηλιακά κύτταρα.
Οι χρωστικές εναποτίθενται με ατμούς για να σχηματίσουν ένα στρώμα πάχους μόνο μερικών νανόμετρων, όπου μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικό φορτίο – ακριβώς όπως στα οργανικά ηλιακά κύτταρα. Τα νευρικά κύτταρα που προσκολλώνται στο φιλμ (σημείωση: πρώτα εισάγονται με πιπέτα πάνω στο φιλμ και αναπτύσσονται εκεί) αντιδρούν σε αυτό το φορτίο και με τη σειρά τους πυροδοτούν ηλεκτρικά ερεθίσματα με τα οποία διεγείρουν άλλα νευρικά κύτταρα. Οι ερευνητές μπόρεσαν τώρα να επιδείξουν αυτή τη διαδικασία για πρώτη φορά σε κυτταρικά βιολογικά πειράματα. Καλλιεργημένα νευρικά κύτταρα που αναπτύχθηκαν απευθείας στο φιλμ διεγέρθηκαν από πολλές λάμψεις φωτός το καθένα διάρκειας μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου σε μήκος κύματος 660 νανομέτρων (κόκκινο φως) και αντέδρασαν όπως ελπίζαμε. Δημιούργησαν τα λεγόμενα δυναμικά δράσης, τα οποία είναι απαραίτητα για την επικοινωνία μεταξύ των νευρικών κυττάρων.
Αλλαγή από μεταλλικά ηλεκτρόδια σε εύκαμπτες μεμβράνες
Σε αντίθεση με την τρέχουσα συνήθη ηλεκτροδιέγερση μέσω μεταλλικών ηλεκτροδίων, τα φιλμ χρωστικής μας αντιπροσωπεύουν έναν εντελώς νέο τρόπο διέγερσης των νευρικών κυττάρων. Οι μεμβράνες είναι τόσο λεπτές που μπορούν να εμφυτευθούν εύκολα. Κατά τη διάρκεια της θεραπείας, τα νευρικά κύτταρα στη συνέχεια ακτινοβολούνται με κόκκινο φως, το οποίο μπορεί να διεισδύσει βαθιά στο σώμα χωρίς να προκαλέσει βλάβη. “Πιστεύουμε ότι οι βραχυπρόθεσμες θεραπείες μπορούν να οδηγήσουν σε μακροπρόθεσμα θεραπευτικά αποτελέσματα. Αυτά τα πειράματα βρίσκονται υπό έρευνα”, λέει ο Rainer Schindl, ηλεκτροφυσιολόγος στο Τμήμα Βιοφυσικής στο Med Uni Graz και επιβλέπων του έργου. Στο μέλλον, επομένως, δεν θα υπάρχει πλέον ανάγκη για πολύπλοκη καλωδίωση, η οποία με τη σειρά της μειώνει τον κίνδυνο μόλυνσης μετά από επεμβατικές διαδικασίες, επειδή δεν θα χρειαζόταν άλλοι σωλήνες ή καλώδια να οδηγούν έξω από το σώμα προς τα έξω. Χάρη στην οργανική τους φύση, τα φιλμ χρωστικής είναι εξαιρετικά καλά ανεκτά τόσο από ανθρώπινα όσο και από ζωικά κύτταρα.
