• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Mikrochip ułatwia neurochirurgiczną operację

    12.09.2009. 13:12
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Odpowiednio zaprojektowany mikrochip przepływowy, określany inaczej jako "laboratorium na chipie" umożliwił przeprowadzenie wielu operacji neurochirurgicznych na nicieniach z gatunku Caenorhabditis elegans. Wykorzystany przez naukowców mikrochip pozwolił znacząco skrócić czas prowadzonych operacji celowego niszczenia komórek nerwowych, co ułatwiło prowadzenie badań mających na celu poznanie mechanizmów funkcjonowania układu nerwowego oraz funkcji poszczególnych komórek nerwowych nicienia - informuje "Lab on a Chip".

    W badaniach mających na celu poznanie tajemnic układu nerwowego, bardzo ważne jest określenie cech oraz funkcji poszczególnych komórek nerwowych oraz ich wpływu na działanie określonego narządu. Ponieważ badania prowadzi się łatwiej (oraz taniej) na prostych organizmach, często w tego typu analizach wykorzystywanym modelem jest układ nerwowy nicienia - Caenorhabditis elegans.

    By móc określić wpływ konkretnej komórki nerwowej, konieczne jest zniszczenie danego neuronu, po czym dokładne przeanalizowanie zmian zachowania badanego organizmu (Caenorhabditis elegans). W tym celu stosuje się techniki laserowe, które pozwalają na precyzyjne zniszczenie konkretnych komórek (w procesie ablacji laserowej). Niestety ręczne sterowanie laserem jest bardzo czasochłonne - wycelowanie w dany neuron oraz jego zniszczenie może trwać nawet 30 minut - co znacząco utrudnia pracę naukowców.

    By przyspieszyć precyzyjne niszczenie neuronów, naukowcy z Georgia Institute of Technology (USA) opracowali mikrochip o charakterze laboratorium na chipie, który umożliwia automatyczne niszczenie komórek nerwowych nicieni w czasie znacznie krótszym - zaledwie pół minuty! Dzięki temu możliwe jest prowadzenie badań na dużej grupie organizmów, których wiek jest (z większym prawdopodobieństwem) podobny.

    Układ zbudowany jest z odpowiednio zaprojektowanych mikrokanalików wyposażonych w mikrozawory, które niczym piłeczki w maszynie losującej totolotka, podciśnieniowo zasysają nicienie - jeden po drugiem - do komory. W komorze, unieruchomione w niskiej temperaturze organizmy poddane zostają operacji usunięcia światłem lasera pojedynczego, ściśle określonego neuronu. Ponieważ mikrochip zawiera dwie równoległe komory do usuwania neuronów, proces zachodzi niemal bez przerwy - naprzemiennie to w jednej, to w drugiej komorze prowadzona jest ablacja laserowa. System sterowany jest komputerowo, co dodatkowo korzystnie wpływa na szybkość pracy, dokładność i wydajność mikrochipa.

    Nowo opracowane urządzenie powinno zostać docenione przez naukowców zajmujących się badaniem układu nerwowego, gdyż wielokrotnie przyspiesza prowadzenie - dotąd bardzo czasochłonnych - analiz.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Konektom - kompletna mapa sieci połączeń neuronalnych. Termin odnosi się do sieci połączeń w mózgu, używany jest także do określenia kompletnej mapy połączeń nerwowych u gatunków nie posiadających ośrodkowego układu nerwowego (np. C. elegans). Nauka zajmująca się badaniem i mapowaniem konektomu nosi nazwę konektomiki. Konektom – kompletna mapa sieci połączeń neuronalnych. Termin odnosi się do sieci połączeń w mózgu, używany jest także do określenia kompletnej mapy połączeń nerwowych u gatunków nie posiadających ośrodkowego układu nerwowego (np. C. elegans). Nauka zajmująca się badaniem i mapowaniem konektomu nosi nazwę konektomiki. Mutacja heterochroniczna - mutacja w obrębie genu kontrolującego rozwój zarodkowy powodująca, że pewne grupy komórek zachowują się w sposób typowy dla innego stadium rozwojowego danego organizmu. Można się tutaj dopatrzyć pewnej analogii z mutacją homeotyczną; jednakże w przypadku mutacji homeotycznej mamy do czynienia ze zmianą wartości pozycyjnej komórki natomiast w przypadku mutacji heterochronicznej dochodzi do zaburzenia czegoś co można by nazwać "wartością czasową" komórki w odniesieniu do procesów programu rozwojowego w który zaangażowana jest komórka bądź ich grupa. Dosyć dobrze zbadane są tego typu mutanty u nicienia Caenorhabditis elegans będącego jednym z organizmów modelowych w biologii rozwoju. Zazwyczaj geny, których zmiany objawiają się w taki sposób, kodują białka wpływające na zachowanie się komórek podczas ontogenezy.

    Eutelia – występowanie stałej liczby komórek somatycznych w organizmie. Liczba komórek u zwierząt eutelicznych ustala się już w rozwoju zarodkowym. Eutelia wiąże się z brakiem zdolności do regeneracji w razie uszkodzeń jak również brakiem możliwości powstawania nowotworów. Występuje u nicieni np. Caenorhabditis elegans, którego ciało zbudowane jest z 959 komórek + zmienna liczba komórek jajowych i plemników. Neuryt, akson (axon), włókno osiowe, włókno nerwowe, wypustki osiowe - element neuronu odpowiedzialny za przekazywanie informacji z ciała komórki do kolejnych neuronów lub komórek efektorowych (np. komórek mięśniowych bądź gruczołowych). Neuryt może być osłonięty osłonką włókien nerwowych. Jest z reguły dłuższy od dendrytów i, w odróżnieniu od nich, w komórce występuje pojedynczo (choć może być rozgałęziony).

    Zespół neuronów (ang. neural ensemble) jest populacją komórek układu nerwowego (lub neuronów w hodowli) biorących udział w określonym procesie przetwarzania informacji w układzie nerwowym. Neuropil, pilśń nerwowa – obszary centralnego układu nerwowego utworzone przez dendryty komórek nerwowych oraz komórki glejowe i ich wypustki, znajdujące się między perikarionami neuronów.

    Plazma zarodkowa – hipotetyczna część cytoplazmy komórek jajowych niektórych modelowych organizmów (np. Caenorhabditis elegans, muszka owocowa czy platana szponiasta). Zawiera determinanty, które dadzą początek potomnym komórkom rozrodczym. Gdy zygota przechodzi podział mitotyczny plazmy zarodkowej zostaje ograniczona do kilku komórek zarodka, które później migrują do gonad. Choroby neurodegeneracyjne (gr./łac. νέυρο- (néuro-) = "nerwowy" oraz dēgenerāre, "degenerować") – grupa wrodzonych lub nabytych postępujących chorób układu nerwowego, w których podstawowym zjawiskiem patologicznym jest utrata komórek nerwowych.

    Tigroid, znane też jako ciałka Nissla, ziarenka Nissla, ziarnistości Nissla (łac. Globule substantiae basophilicae) – grudki substancji zasadochłonnej w komórkach nerwowych (neuronach) znajdowane w ciałach komórek nerwowych i dendrytach. Tigroid jest specyficzną dla neuronów postacią szorstkiej siateczki śródplazmatycznej i miejscem intensywnej syntezy białek (jest skupieniem rybosomów oraz RNA). Obecność tigroidu jest jedną z przyczyn szarej barwy skupisk ciał komórek nerwowych – stąd noszą one nazwę istoty szarej. Zostały opisane w 1894 roku przez Franza Nissla. Nazwę "tigroid" należy z kolei kojarzyć z tygrysem (Panthera tigris) – z powodu wyglądu tychże grudek.

    Rak mózgu – nieprawidłowe pojęcie, mające określać nowotworowy guz mózgu. Błąd polega na tym, że określenie rak w medycynie jest zarezerwowane dla nowotworów złośliwych wywodzących się z komórek nabłonkowych. W mózgu takich komórek jest stosunkowo mało. W obrębie ośrodkowego układu nerwowego, występuje rzadki rak splotu naczyniówkowego, wywodzący się z komórek produkujących płyn mózgowo-rdzeniowy. W mózgu mogą być również obecne przerzuty raków innych narządów (głównie raka płuc i raka piersi).

    Glejaki – grupa nowotworów centralnego układu nerwowego wywodzących się z komórek glejowych (stanowiących zrąb tkanki nerwowej i pełniącej wobec neuronów funkcje podporowe, odżywcze oraz naprawcze). Znieczulenie, anestezja (gr. αν- an- “bez” + αἲσθησις aisthesis “zmysłu”) - zjawisko przerwania przewodzenia impulsów nerwowych aferentnych z komórek receptorowych oraz eferentnych do komórek efektorowych pozwalający na bezpieczne i bezbolesne przeprowadzenie pacjenta przez czas operacji lub innego, potencjalnie bolesnego lub nieprzyjemnego zabiegu medycznego. W przeciwieństwie do analgezji blokuje przewodzenie wszystkich impulsów w obie strony.

    Dodano: 12.09.2009. 13:12  


    Najnowsze