استفاده از مولكول آب براي پرده برداري از اسرار نورون ها

به گزارش روز چهارشنبه گروه اخبار علمي ايرنا از پايگاه خبري ساينس ديلي، نورون ها سلول هاي مغزي هستند كه از طريق ارسال سيگنال هاي الكتريكي با يكديگر ارتباط برقرار مي كنند. نورون ها به منظور ارسال اين سيگنال ها امكان عبور يون هاي باردار را از كانال هاي يوني موجود در غشاي خود فراهم مي كنند. اين انتقال يون موجب شكل گيري اختلاف پتانسيل الكتريكي بين محيط داخل و خارج از سلول مي شود و اين اختلاف پتانسيل با عنوان پتانسيل غشاي نورون شناخته مي شود.
درك صحيح فعاليت هاي الكتريكي نورون ها امكان درك فرايندهاي مختلفي را كه در مغز رخ مي دهد، فراهم مي كند. تا كنون تنها راه ممكن براي نظارت بر عملكرد نورون ها تزريق فلوئورسازه ها يا اتصال الكترودهايي به بخش مورد مطالعه مغز بوده است. اما فلوئورسازه ها موادي سمي هستند و الكترودها موجب آسيب دسدن نورون ها مي شوند.
اكنون محققان راهكاري را ابداع كردند كه در آن فعاليت الكتريكي نورون ها تنها از طريق بررسي تعامل مولكول هاي آب با غشاي نورون ها امكان پذير مي شود. در واقع نورون ها توسط مولكول هاي آبي احاطه شده اند كه در حضور بار الكتريكي تغيير راستا مي دهند.
محققان در اين بررسي ها با اعمال شار سريعي از يون هاي پتاسيم روي يك نورون، پتانسيل غشاي آن را تغيير دادند. اين اقدام موجب باز شدن كانال هاي يوني سطح غشاي نورون و عبور يون ها از درون اين كانال ها شد. سپس محققان جريان يون ها را متوقف كردند تا نورون يون هاي جذب شده را رها كند.
به منظور مشاهده اين پديده محققان غشاي سلول را با استفاده از دو پرتو ليزر با فركانس يكسان نوردهي كردند. اين ليزرها متشكل از پالس هاي فمتوثانيه اي بودند كه موجب توليد فوتون هايي با فركانس هاي مختلف موسوم به نور هارمونيك دوم، در فصل مشترك غشاي سلول و مولكول هاي آب شد.
اين فرايند امكان تجزيه و تحليل رفتار يك يا چند نورون را به طور همزمان در اختيار قرار مي دهد. محققان در آزمايشات اوليه توانستند اين راهكار جديد را روي نورون هاي موش با موفقيت مورد استفاده قرار دهند.
گزارش كامل اين تحقيقات در نشريه Nature Communications منتشر شده است.
علمي (6)**9259**1440