تیمی از محققان علوم اعصاب دانشگاه Missouri به ساخت ابزارهای جدید برای رمزگشایی از مغز نزدیک‌تر شده‌اند. در سال ۲۰۱۵، این تیم کمک هزینه‌ی ایده‌ی اولیه موسسه علوم ملی برای مطالعات اکتشافی (Eager) دریافت کرد تا پروتئینهایی را بررسی کند که توسط حرارت فعال می‌شوند. اکنون، تیم مطالعه جدیدی منتشر کرده است که نشان می‌دهد این پروتئینها چگونه می‌تواننند بعنوان ابزاری برای تنظیم فعالیت نورونهای منفرد در مغز توسط ایجاد تغییرات در دما مورد استفاده قرار گیرند. این ابزارها، مطالعات پایه‌ای مغز را ارتقا بخشیده و منجر به درمانهای “تحریک عمقی مغز” (deep brain stimulation) مورد استفاده در بیماران مبتلا به آلزایمر و پارکینسون خواهد شد.
تروی زارس، استاد علوم زیستی در کالج هنر و علوم دانشگاه Missouri گفت: “ابزار ترموژنتیکی، که از حرارت بعنوان یک “کلید” برای آغاز فعالیت نورون استفاده می‌کنند، افق‌های مطالعات مغز را با قادر ساختن ما به کنترل نورونهای مشخصی در مغز و اندازه گیری تغییرات رفتاری، گسترش می‌دهد. هدف این مطالعه پایه‌ای این بود که انواع بیشتری از این پروتئینها را شناسایی کند، و پایه‌ای برای این باشد که دانشمندان فهم بهتری از نحوه عملکرد مدارهای مغزی داشته باشند.”
تیم مطالعه توسط زارس، بهمراه میرلا میلسکو و لورین میلسکو، دو استادیار علوم زیستی در دانشگاه Missouri رهبری شد. تیم همچنین شامل ۴ دانشجوی در حال تحصیل و ۴ دانشجوی فارغ التحصیل بود. این محققان بر روی خانواده‌ای از ژنها متمرکز شدند که گیرنده‌های چشایی کرم میوه را رمزگذاری می‌کنند. بطور غافل گیرکننده‌ای، برخی از این گیرنده‌های چشایی توسط حرارت نیز فعال می‌شوند و بهمین خاطر در تشخیص دمای محیط نقش دارند.
ابتدا، دانشجویان آزمایشگاه میرلا میسلکو حساسیت دمایی این پروتئینها را بررسی کرده و یک عوض از این خانواده را شناسایی کردند که Gr28bD نام دارد و بعنوان اولین کاندید (ابزار) ترموژنتیک محسوب می‌شود. سپس، دانشجویان لورین میلسکو با استفاده از تکنیکهای تصویربرداری زنده و نرم افزاری در آزمایشگاهشان، نشان دادند که پروتئین Gr28bD می‌تواند از طریق تغییرات دمایی، فعالیت مغز کرمهای میوه را تنظیم کند.
نهایتا این کرمها در آزمایشگاه دکتر زارس بمنظور بررسی رفتار مبتنی بر دما، آزمایش شدند. با استفاده از یک اتاق حرارت طراحی‌شده مخصوص که کنترل دقیق دمای محیط را ممکن می‌سازد، دانشجویان دکتر زارس قادر بودند تا نشان دهند که پروتئین Gr28bD می‌تواند از طریق دما بعنوان یک “کلید مغزی”، رفتار را در این کرمها کنترل کند.
بنتون بریگان، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه لورین میلسکو اذعان داشت: “Gr28bD می‌تواند به ابزار قدرتمندی در کنترل فعالیت عصبی و مطالعه‌ی نحوه فعالیت مدارهای عصبی تبدیل شود. بدلیل اینکه این پروتئین در هیچ پستانداری یافت نشده‌است، بعنوان کاندید خوبی برای ساخت ابزار جدید ترموژنتیکی بمنظور استفاده درمطالعات پایه ظاهر شده‌است؛ و در آینده می‌تواند در مطالعات انسانی نیز استفاده شود.”
زارس اذعان داشت مطالعات بیشتر بر روی ترموژنتیک می‌تواند به ایجاد ابزار تحریک عمقی مغز بعنوان قسمتی از مطالعات ملی مغز از طریق پیشرفت پروژه‌های تکنولوژی‌های عصبی خلاقانه (BRAIN) منجر شود.
این مطالعه، قدرت translational precision medicine و امید بخشی (Translational Precision Medicine Complex (TPMC را در دانشگاه Missouri برجسته می‌کند. TPMC باعث گرد آمدن شرکای صنعتی، مدارس و کالج‌های متعدد در دانشگاه و دولت فدرال و ایالتی بمنظور فراهم آوردن پزشکی دقیق و شخصی سازی شده می‌شود. پیشرفتهای علمی که در دانشگاه Missouri روی می‌دهد، بطور کارآمدی به داروها، ابزارها و درمانهای جدید تبدیل می‌شود که مراقبت سفارشی از بیمار را بر پایه‌ی ژن‌های آن شخص، محیط و نحوه زندگی ارائه می‌کند؛ و نهایتا به ارتقای سلامت و تندرستی مردم می‌انجامد.
مقاله مرتبط: اپتوژنتیک: شناسایی هدف‌های جدید برای مداخله
