Ученые Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева нашли способ дистанционно и точечно управлять кровоснабжением отдельных участков мозга с помощью света. Если в будущем направить такой прицельный лазерный луч на нужную зону, можно заставить сосуды расслабиться и усилить приток крови именно там, где это критически необходимо — например, при ишемии или других сосудистых нарушениях, не повреждая при этом соседние ткани. Об этом «Газете.Ru» рассказали в Минобрнауки.
Лазерный луч необходим для активации в тканях синглетного кислорода — особой формы активного кислорода, которую традиционно рассматривали прежде всего как повреждающий клетки агент. Исследователи показали, что при воздействии в нетоксичной концентрации он может работать как сигнальная молекула и регулировать тонус сосудов мозга.
В эксперименте ученые использовали лазер с длиной волны 1267 нм без применения фотосенсибилизаторов. Воздействие запускало повышение концентрации кальция преимущественно в астроцитах — клетках, которые поддерживают работу нервной ткани и участвуют в регуляции кровотока. Нейроны при этом выраженной реакции не демонстрировали.
С помощью кальция астроциты регулируют, насколько сильно или слабо нейроны будут общаться между собой, напрямую участвуя в процессах памяти и обучения.
Далее под воздействием лазера астроциты выделяли АТФ, который активировал рецепторы соседних клеток. По сети астроцитов распространялась согласованная кальциевая волна, после чего происходило расслабление сосудистых стенок и их локальное расширение. В результате к соответствующему участку мозга поступало больше крови и кислорода.
Механизм оказался независимым от оксида азота — одного из основных известных регуляторов сосудистого тонуса. При использованных дозах воздействие также не приводило к повреждению клеток.
По мнению исследователей, полученные данные могут стать основой для дальнейших исследований методов точечного управления мозговым кровотоком при ишемии и других сосудистых нарушениях.
Ранее секрет формирования мозга был раскрыт американскими учеными.