- OMX Baltic−0,36%300,2
- OMX Riga0,01%893,58
- OMX Tallinn−0,51%2 070,41
- OMX Vilnius0,49%1 205,44
- S&P 5000,47%6 227,42
- DOW 30−0,02%44 484,42
- Nasdaq 0,94%20 393,13
- FTSE 1000,51%8 819,12
- Nikkei 2250,06%39 785,9
- CMC Crypto 2000,00%0,00
- USD/EUR0,00%0,85
- GBP/EUR0,00%1,16
- EUR/RUB0,00%92,92
- OMX Baltic−0,36%300,2
- OMX Riga0,01%893,58
- OMX Tallinn−0,51%2 070,41
- OMX Vilnius0,49%1 205,44
- S&P 5000,47%6 227,42
- DOW 30−0,02%44 484,42
- Nasdaq 0,94%20 393,13
- FTSE 1000,51%8 819,12
- Nikkei 2250,06%39 785,9
- CMC Crypto 2000,00%0,00
- USD/EUR0,00%0,85
- GBP/EUR0,00%1,16
- EUR/RUB0,00%92,92
Tähelepanu! Artikkel on enam kui 5 aastat vana ning kuulub väljaande digitaalsesse arhiivi. Väljaanne ei uuenda ega kaasajasta arhiveeritud sisu, mistõttu võib olla vajalik kaasaegsete allikatega tutvumine
Valgusest saab aju lüliti
Ameerika teadlaste avastus annab uut
lootust nägemise taastamiseks.
Teadlased on välja töötanud valguse toimel töötavad lülitid ajurakkude kontrollimiseks, mille abil loodetakse leida ravimeid langetõvele ja muudele haigustele ning lahendada aju töö saladusi.
Erinevaid aju osi saab nüüd sisse ja välja lülitada vaid valgussähvatuste abil. Seda võimaldab uus molekulaarne tööriist, mille on välja töötanud Massachusettsi tehnoloogiainstituudi (MIT) ja Stanfordi ülikooli teadlased. Avastus võimaldab aju tegevust enneolematult efektiivselt kontrollida. Selle abil võivad teadlased lahenda aju saladusi, näiteks kuidas täpselt töötab meie mälu või kust juhitakse meie liigutusi. Nii saab leida ka tõhusama ravi langetõve, Parkinsoni tõve ja teiste närvihaiguste vastu.
Aju koosneb närvirakkudest – neuronitest, mis edastavad informatsiooni rakkudevaheliste elektriliste impulssidena. Impulssi antakse edasi ühelt närvirakult teisele kuni rea viimane neuron edastab signaali näiteks lihasrakule. Siiani on neuroloogid aju funktsioonide uurimiseks kasutanud elektroode, mis elektrilaenguid saates ajurakke aktiveerivad. Nii on aga raske tabada vaid uuritavat rakkude rühma, samuti puudub vahend neuronite väljalülitamiseks.
Eelmisel aastal eraldasid Karl Deisseroth Stanfordist ja Ed Boyden MITist meduusilt valgu, mis moodustab rakumembraanis valgustundliku kanali. See kanal toimibki kui geneetiline lüliti: valguse käes kanal avaneb ning positiivne laeng saab siseneda rakku. Kui sellise kanaliga on varustatud neuronid, mis üksteisele signaali edasi annavad, saab ajju viidud optilise fiibri (peenike kiud, mida mööda saadetakse valgus täielikku sisepeegeldust kasutades sihtmärgini) abil avada neuroni membraanis kanalid ning käivitada närvimpulsi.
Deisseroth ja Boyden on nüüdseks välja töötanud ka sarnase meetodi ajurakkude väljalülitamiseks. Selleks kasutasid nad geeni, mis kodeerib valgulist pumpa: kollase valguse toimel pumpab see valk rakku negatiivset laengut, mis selle neuroni närvimpulsside edastamise blokeerib. Mõlemat lülitit saab kasutada samas rakus – vaja on vaid viia rakku mõlemat valku kodeerivad geenid, seejärel hakkab rakk kanalit moodustavat valku ning pumbana töötavat valku ise sünteesima. See võimaldab teadlastel valguse abil kergesti närvirakke sisse ja välja lülitada.
Kuna neuronid on selle meetodi abil täpselt kontrollitavad, on lootust leida vastuseid paljudele olulistele aju puudutavatele küsimustele. Meetod võib aidata teadlastel eristada spetsiifilisi rakke või närviimpulsside mustreid, mis mõjutavad meie mõtlemist või tähelepanu, või mis on seotud erinevate haigustega, nagu näiteks langetõbi.
"See avastus on revolutsioon neuroteadustes. Valguslülitid võivad asendada stimuleerivaid elektroode, mis on olnud viimase saja aasta jooksul neurofüsioloogide põhiliseks tööriistaks," märkis University College Londoni neuroloog Michael Hausser, kes kirjutas kommentaari ajakirjas Nature ilmunud Deisserothi ja Boydeni artiklile.
"Tegemist on ilmselt ühe fundamentaalse avastusega närviteaduse jaoks ja seda mitme külje pealt," kommenteeris Tartu Ülikooli füsioloogia instituudi vanemteadur Sulev Kõks.
"Neuronites erutuse esilekutsumiseks on vaja vaid valgust. Senine lahendus oli aga ühepoolne, katioonkanali avamisega on võimalik saavutada vaid neuronite erutus, ei kuidagi aga pidurust. Sellepärast Boyden oma kaastöötajatega otsisidki teisi analoogseid kanaleid, kuid teistsuguse ioonselektiivsusega - nad leidsid halorodopsiini (halo – kloorikanal). Halo stimuleerimisel valgusega saadi neuronite pidurdumine. Kuna ChR2 (valk, kanalirodopsiin) ja Halo on tundlikud erinevatele lainepikkustele, on nüüdsest võimalik neid kahte valku samaaegselt ühes neuronis kasvatades täpselt tuvastada mis toimub vastava neuroni pidurdumisel ja mis toimub tema erutumisel," ütles Kõks.
Langetõvehooge põhjustab ajus asuv epileptiline kolle, mis aeg-ajalt saadab valesid erutussignaale ja katkestab lühikeseks ajaks aju normaalse tegevuse. Parkinsoni tõve korral on aga kahjustatud üks aju struktuur - subtantia nigra. Nii langetõbe kui Parkinsoni tõbe saab ravida ajju viidud elektroodide abil. Elektroodi poolt saadetud elektriimpulsid mõjutavad aga peale haigete rakkude ka kõiki teisi lähedal asuvaid neuroneid, tekitades niimoodi kõrvalnähtusid ja vähendades ravi efektiivsust.
Deisseroth ja Boyden uurivad praegu loomi, kes on nende haiguste mudeliteks, et leida üles rakud, mida on vaja haiguse raviks sisse või välja lülitada. Nende avastused võivad aidata välja arendada uusi ravimeid, mille sihtmärgiks on just haiged rakud, või ühel päeval ehk asendada elektroodid täpsemate valgustundlike implantaatidega.
Hetkel kuum
Lülitid võivad aidata teadlastel aju saladusi lahendada - kuidas ja milliste ajurakkude vahendusel luuakse keerulisi mõtteid ja tegevusi. Näiteks on hiljuti avastatud, et rütmilised elektrilised protsessid ajus on olulised meie tähelepanuvõimele. Lüliteid kasutades saavad teadlased katseloomades need protsessid välja lülitada ja näha, kas neil kaob koos sellega tähelepanuvõime.
Teine võimalus on neid protsesse võimendada ja vaadata, kas loomade tähelepanuvõime paraneb. "Selline ajutöö kontrollimise võimalus on neuroteadlastele ammuseks unistuseks olnud," ütles Hausser.
"Lisaks puht teaduslikule rakendusele on ChR2 kanalitele aga üks väga praktiline ja ilmne kasutegur – nendega saab muuta silma võrkkesta uuesti valgustundlikuks," ütles Kõks. "Esimesed katsed hiirtega, kellel tekkis reetina degeneratsioon ja pimedus olid edukad ning hiired hakkasid nägema. Kuigi hiirtel hävisid valgustundlikud reetina rakud, siis ChR2 valgu ekspresseerimine muutis silma põhjas olevad "tavalised" neuronid valgustundlikuks. Tegemist on teadusajaloos ilmselt esmakordse võimalusega taastada nägemisvõime kasvõi osalisel määral."
Loe ka teisi Novaatori uudiseid.
Enimloetud
Viimased uudised
Äriplaan 2026
Uurime välja Eesti majanduse arengusuunad 2026. aastal, et ettevõtjatel ja tippjuhtidel oleks, millele tuginedes järgmist aastat planeerida.
Kas eksport ja kaitsetööstuse areng võiksid Eesti majandusele uue käigu sisse aidata? Kuidas näevad Põhjamaade ettevõtjad ja tippjuhid Eesti võimalusi rahvusvahelisel areenil ning kas nad plaanivad siia investeerida? Kuhu investeerivad ning millele tõmbavad pidurit Eesti ettevõtjad? Missugune on riigi äriplaan 2026. aastaks? Kõigile nendele küsimustele saad vastuse 17. septembril Eesti mõjukaimal majanduskonverentsil Äriplaan!
Enda kogemust tulevad Eestisse jagama ülemaailmse ulatusega Rootsi masina- ja metallitööstusettevõte Hanza AB asutaja ja tegevjuht Erik Stenfors ning Telia Company president ja tegevjuht Patrik Hofbauer.
Hetkel kuum
Täiendatud: advokaat rõhub kolmele argumendile
Podcastid
Peakangelane sai kuriteosüüdistuse
Liitu uudiskirjaga
Telli uudiskiri ning saad oma postkasti päeva olulisemad uudised.
Tagasi Äripäeva esilehele