Pulsurile cu ultrasunete către creier trimit șoarecii într-o stare asemănătoare hibernației
Pentru multe animale, viața este un ciclu al penuriei, precum și al abundenței. Creaturile care hibernează se ghemuiesc sub pământ iarna, încetinind metabolismul, astfel încât să poată ajunge la primăvară fără mâncare. Chiar și șoarecii de laborator, dacă sunt privați de hrană, pot intra într-o stare numită torpor, un fel de mod de așteptare care economisește energie.
Este ceva despre care oamenii au fanteziat de mult pentru noi înșine: dacă vom părăsi vreodată această planetă și vom călători prin spațiu, vom experimenta propriul nostru timp de lipsă. Scriitorii de science fiction tind să-și imagineze o tehnologie misterioasă care ține oamenii în stază, capabili să supraviețuiască secole de tăcere înainte de a ieși într-o nouă viață. Deocamdată, este o tehnologie care nu este la îndemână.
Dar, pe măsură ce oamenii de știință lucrează pentru a înțelege stări precum torporul și hibernarea, au apărut detalii tentante despre modul în care creierul controlează metabolismul. Cercetătorii au raportat joi în jurnalul Nature Metabolism că au reușit să trimită șoarecii într-o stare asemănătoare torpei prin țintirea unei anumite părți a creierului cu rafale scurte de ultrasunete. Nu este clar exact de ce ultrasunetele au acest efect, dar descoperirile sugerează că studierea circuitelor neuronale implicate în torpoare ar putea dezvălui modalități de manipulare a metabolismului dincolo de laborator.
Dispozitivele cu ultrasunete, care generează unde sonore de înaltă frecvență, sunt cel mai bine cunoscute pentru puterile lor de imagistică. Dar ele au fost folosite și de neurologi pentru a stimula neuronii. Ajustate corect, undele sonore pot călători adânc în creier, a spus Hong Chen, profesor de inginerie biomedicală la Universitatea Washington din St. Louis și autor al noii lucrări. În 2014, William Tyler, acum la Universitatea din Alabama, Birmingham, și colegii săi au aplicat ultrasunetele unei regiuni senzoriale din creier și au descoperit că îmbunătățesc simțul tactil al subiectului. Un număr tot mai mare de lucrări explorează ultrasunetele ca tratament pentru tulburări precum depresia și anxietatea.
Curioși despre o regiune a creierului care reglează temperatura corpului la rozătoare, dr. Chen și colegii ei au construit capace mici de șoarece cu ultrasunete. Dispozitivele au antrenat șase explozii, fiecare constând din 10 secunde de ultrasunete, pe zona selectată a creierului rozătoarei (Cercetătorii care studiază creierul cu ultrasunete trebuie să își regleze dispozitivele cu atenție pentru a evita căldura care poate deteriora țesuturile).
Șoarecii, au observat cercetătorii, s-au oprit din mișcare. Măsurătorile temperaturii corpului, ale ritmului cardiac și ale metabolismului au arătat o scădere pronunțată. Șoarecii au rămas în această stare timp de aproximativ o oră după izbucnirea ultrasunetelor și apoi au revenit la normal.
Privind mai îndeaproape neuronii implicați în acest răspuns, cercetătorii au identificat o proteină în membranele creierului lor, TRPM2, care pare a fi sensibilă la ultrasunete; cand cercetatorii au redus nivelurile de proteine la soareci, soarecii au devenit rezistenti la efectele ultrasunetelor.
Acesta este un pas important către înțelegerea modului în care ultrasunetele afectează neuronii, a spus Davide Folloni, cercetător la Icahn School of Medicine de la Mount Sinai din New York City, care studiază creierul folosind ultrasunete; detaliile au fost în mare măsură evazive.
Dar este, de asemenea, posibil ca căldura generată de ultrasunete, și nu doar ultrasunetele în sine, să afecteze TRPM2 în creierul șoarecilor, un punct care a fost ridicat de Masashi Yanagisawa și Takeshi Sakurai de la Universitatea din Tsukuba din Japonia, în interviuri separate. Cei doi au studiat neuronii din această zonă a creierului și legătura lor cu stările de torpor. Ambele ar putea fi în joc, a spus dr. Chen.
Într-una dintre cele mai tentante părți ale studiului, cercetătorii au verificat pentru a vedea dacă animalele care nu suferă în mod obișnuit de toropeală – șobolanii – s-au comportat diferit atunci când regiunea creierului a fost stimulată cu ultrasunete. Într-adevăr, păreau să încetinească, iar temperatura corpului lor a scăzut.
„Trebuie să fim atenți cu datele despre șobolani”, avertizează dr. Chen. Până acum, au doar informații despre temperatură, nu despre rata metabolică și alți factori.
Ar putea fi ultrasunetele o modalitate de a schimba metabolismul animalelor mai mari, fără antecedente de toropeală, cum ar fi oamenii? Este o idee intrigantă, a spus dr. Sakurai.
„În acest stadiu”, a spus el, „rămîne o întrebare fără răspuns”.
Sursa – www.nytimes.com
