Ein Forscherteam unter der Leitung von MIT-Studenten entwickelte bahnbrechende gummiartige implantierbare Fasern, mit denen die Neuronen des Rückenmarks repliziert und möglicherweise die Funktion wiederhergestellt werden können.
Rückenmarksverletzungen gehören nach wie vor zu den am schwierigsten zu reparierenden oder sogar zu reparierenden im menschlichen Körper. Die 31 Paare von Spinalnerven im Rückenmark jeder Flex und jede Dehnung auf einzigartige Weise. Jedes Jahr gibt es 12.000 neue Fälle von Rückenmarksverletzungen allein in den USA. Wissenschaftler hätten nie gedacht, dass sie ein Werkzeug haben würden, um das volle Potenzial eines Rückenmarks vollständig wiederherzustellen. Forscher des Massachusetts Institute of Technology haben einen bahnbrechenden Fasertyp entwickelt, der sich wie jeder andere biegen und dehnen kannanderer Nerv. Es liefert auch optische Impulse und elektrische Verbindungen vom Gehirn zum Körper mit Leichtigkeit.
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Das Team, bestehend aus MT-Absolventen und anderen Forschern der University of Washington und der Oxford University, benötigte eine elastische Verbindung, die dünn gedehnt werden konnte. Mehrere Elastomere, die das Team beobachtete, konnten nicht in dünne Fasern gezogen werden, die schmaler als ein Haar waren.
[Bildquelle : Lu und Park et al .; MIT ]
Professor Polina Anikeeva sagte, dass das dünne Rückenmark im täglichen Gebrauch Dehnungen von 12 Prozent aushält.
"Sie müssen nicht einmal in einen 'abwärts gerichteten Hund' [Yoga-Position] gelangen, um solche Veränderungen zu haben", sagte sie. "Das Ziel war es, die Dehnbarkeit, Weichheit und Flexibilität des Rückenmarks nachzuahmen. Sie können mithalten."die Dehnbarkeit mit einem Gummi. Aber das Ziehen von Gummi ist schwierig - die meisten schmelzen einfach. "
Das Team entschied sich für ein neu hergestelltes transparentes Elastomer. Es konnte sowohl optische Wellen übertragen als auch mit einigen Anpassungen elektrische Signale senden. Die Forscher beschichteten die gummiartige Substanz mit einem Netz aus Nanodrähten und gaben ihr leitende Eigenschaften. Anikeeva und ihr Team berichtendass sich die Faser bis zu doppelt so stark dehnen kann wie eine herkömmliche Schnurfaser - zwischen 20 und 30 Prozent.
"Sie sind so schlaff, dass man sie verwenden kann, um Nähte zu machen und gleichzeitig Licht zu liefern", bemerkte sie.
Die Forscher haben die Fasern erfolgreich an Mäusen getestet und die Mobilität wieder auf "normal" gebracht. Sie möchten die Forschung auf größere Säugetiere ausweiten. Größere Tiere bedeuten größere Nervenfasern und damit stabilere Gummistränge. Dies könnte jedoch auch das bedeutenDas Team muss das Gleichgewicht zwischen Flexibilität und Stärke für jedes zunehmend größere Tier neu gestalten. Es gibt auch keine bereits vorhandene Technologie, von der das Team seine Theorien abprallen kann.
MIT-Studentin Chi Alice Lu sagte, dass das Team trotz der Herausforderungen weiterhin hoffnungsvoll ist.
"Wir sind die ersten, die etwas entwickeln, das die gleichzeitige elektrische Aufzeichnung und optische Stimulation im Rückenmark frei beweglicher Mäuse ermöglicht", sagte Lu. "Wir hoffen, dass unsere Arbeit neue Wege für die neurowissenschaftliche Forschung eröffnet."
Dies ist nicht Anikeevas erste Erfahrung mit der Leitung eines Neuro-Engineering-Teams. Im vergangenen Monat half der Professor für Karriereentwicklung und Doktorand Seongjiun Park einem Team bei der Erstellung eines Faser klein genug, um die Gehirnaktivität nachzuahmen . Die Hirnfasern haben sowohl Weichheit als auch Flexibilität, ähnlich wie die dickeren Rückenmarksfasern. Sie haben auch einen Durchmesser von nur 200 Mikrometern. Das frühere Projekt übertrug auch erfolgreich optische, elektrische und chemische Signale zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers.
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Quelle MIT News