يمكن أن تساعد الموجات فوق الصوتية في السيطرة على الدماغ

ظهرت مقالة لفريق من العلماء حول عملهم الجديد في إحدى المنشورات العلمية المعروفة - تمكن المتخصصون من التحكم في تصرفات الديدان الأسطوانية بجين خاص عن طريق التأثير عليها بالموجات فوق الصوتية.

أوضح رئيس المجموعة العلمية، ستيوارت إبسن من كاليفورنيا، أن الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد، المنتشرة في الجسم، تكاد تكون شبه معدومة، وهو ما يميزها عن الضوء. ويمكن أن تكون هذه الميزة مفيدة، على سبيل المثال، عند تحفيز مناطق عميقة من الدماغ.

وتمكن فريق إبسن من التحكم في تصرفات الديدان الأسطوانية المعدلة وراثيا باستخدام الموجات فوق الصوتية والفقاعات الهوائية التي كانت موجودة في الوسط الثقافي المحيط بالديدان.

عدّل العلماء جينوم الديدان الأسطوانية لجعل خلاياها العصبية حساسة للأوامر المرسلة عبر الموجات فوق الصوتية. وتمكن المتخصصون من تحقيق ذلك بإدخال جين TRP-4 في الحمض النووي للديدان. يحتوي هذا الجين الخاص على "دليل" خاص لتجميع جزيئات بروتين غير عادي موجود على سطح الخلايا العصبية؛ وهو البروتين المسؤول عن إدراك الديدان الأسطوانية للموجات فوق الصوتية، ويسمح لها بالتحكم في أفعالها. تعمل هذه البروتينات كنوع من القنوات التي تمر عبرها أيونات معينة (في حالة الديدان، تكون القنوات الأيونية مفتوحة للكالسيوم)، مما يُنشط خلايا الدماغ.

عندما تصطدم الموجات فوق الصوتية بجزيئات البروتين، تنفتح قناة وتُصدر الخلية نبضة كهربائية. بفضل هذا، تمكن العلماء من التحكم ليس فقط في عمل الخلايا الفردية، بل أيضًا في عمل دماغ الديدان بأكمله. بالإضافة إلى الموجات فوق الصوتية، ساعدت فقاعات الهواء، المغطاة بطبقة دهنية وطلاء خاصين، في التأثير على سلوك الديدان. ساعدت هذه الفقاعات على تنشيط خلايا عصبية محددة. ونتيجةً للتعرض للموجات فوق الصوتية، أجبر العلماء الدودة على التحرك في الاتجاه المعاكس، أو الدوران بزاوية حادة، أو عدم الدوران على الإطلاق.

تُسمى هذه الطريقة للتحكم في وظائف الدماغ بالسونوجينيتكس، وتُطبق حاليًا على الديدان فقط. ومع ذلك، يرى العلماء أنه من الممكن تمامًا تطبيق هذه الطريقة ليس فقط على الحيوانات الأخرى، بل على البشر أيضًا، على الرغم من وجود صعوبات كثيرة في تحقيق هذا الهدف.

لكي تنجح هذه الطريقة، من الضروري إدخال جين TRP-4 إلى خلايا معينة من الجسم، وضخّ فقاعات هوائية في الدورة الدموية. ويشير الخبراء إلى أن هذا النظام الفريد سيساعد الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات دماغية، مثل الصرع.

يتعين على العلماء الآن التحقق من مدى فعالية هذه الطريقة على الثدييات. في الوقت الحالي، بدأت مجموعة إبسن العلمية أبحاثًا على القوارض، وفي حال نجاح التجارب، يُمكن تكييف تقنية الموجات فوق الصوتية الجينية لتعمل على البشر. ويثق المتخصصون في قدرتهم على إيجاد طرق للتحكم في الخلايا دون تلامس.

وبالمناسبة، فقد استخدم العلماء بالفعل الموجات فوق الصوتية لتحفيز الدماغ، حتى أنها استخدمت لعلاج بعض الأمراض، ولكن مجموعة إبسن كانت أول من نجح في تنشيط الخلايا الفردية بالموجات فوق الصوتية.