ജർമ്മൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരാഴ്ചത്തെ വിട്രിഫിക്കേഷനുശേഷം ഹിപ്പോകാമ്പൽ സ്ലൈസുകളിൽ ന്യൂറൽ പ്രവർത്തനം പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നു

Alemanha ഗവേഷകർ ന്യൂറോ സയൻസിൽ ഒരു സുപ്രധാന നാഴികക്കല്ല് കൈവരിച്ചു, ആഴത്തിലുള്ള മരവിച്ച അവസ്ഥയിൽ സൂക്ഷിച്ചിരുന്ന മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളിലെ വൈദ്യുത പ്രവർത്തനം വീണ്ടും സജീവമാക്കാൻ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു. ഒരു ശാസ്ത്രീയ ലേഖനത്തിൽ വിശദമായി പറഞ്ഞ പരീക്ഷണം, അങ്ങേയറ്റത്തെ അവസ്ഥകൾക്ക് വിധേയമാകുകയും പിന്നീട് വീണ്ടും ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ന്യൂറോണുകളുടെ പ്രതിരോധശേഷി പ്രകടമാക്കി. സസ്പെൻഷനിലുള്ള ജീവിതത്തെ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുള്ള പുതിയ വഴികൾ കണ്ടെത്തൽ തുറക്കുന്നു.

Erlangen-ന്യൂറംബർഗിലെ Universidade Friedrich-അലക്സാണ്ടറിൻ്റെ Alexander German ൻ്റെ നേതൃത്വത്തിൽ, സംഘം ഹിപ്പോകാമ്പസിൻ്റെ അതിലോലമായ കഷ്ണങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു. Essa മസ്തിഷ്ക മേഖല മെമ്മറിക്കും പഠന പ്രക്രിയകൾക്കും നിർണായകമാണ്, സങ്കീർണ്ണതയും സംവേദനക്ഷമതയും കാരണം അതിനെ പഠനത്തിൻ്റെ വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞ ലക്ഷ്യമാക്കി മാറ്റുന്നു. അതിൻ്റെ പ്രവർത്തനക്ഷമത സംരക്ഷിക്കുന്നതിലെ വിജയം ശ്രദ്ധേയമായ മുന്നേറ്റത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.

ഈ പഠനം Anais ൻ്റെ Academia Nacional ൻ്റെ Ciências (PNAS) ൽ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുകയും ശാസ്ത്ര സമൂഹത്തിൽ വലിയ താൽപ്പര്യം ജനിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. മാറ്റാനാവാത്ത കേടുപാടുകൾ വരുത്താതെ മസ്തിഷ്ക കലകളുടെ ജൈവിക പ്രവർത്തനത്തെ പൂർണ്ണമായും തടസ്സപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, സംരക്ഷണ സാങ്കേതികതകൾക്കും ഒരുപക്ഷേ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിലെ ഭാവി പ്രയോഗങ്ങൾക്കും പുതിയ കാഴ്ചപ്പാടുകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

നൂതനമായ സെൽ സസ്പെൻഷൻ ടെക്നിക്

-150 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെയുള്ള തീവ്രമായ താപനിലയിലേക്ക് ജീവനുള്ള മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളെ തണുപ്പിക്കുന്നതാണ് പരീക്ഷണം. Durante ഏഴ് ദിവസത്തെ കാലയളവ്, സാമ്പിളുകൾ ഈ ആഴത്തിലുള്ള-ശീതീകരിച്ച അവസ്ഥയിൽ തുടർന്നു, അതിൻ്റെ ഫലമായി എല്ലാ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളുടെയും പൂർണമായ വിരാമം. സജീവമായ മസ്തിഷ്കത്തിൽ സാധാരണഗതിയിൽ ഇടതടവില്ലാതെ ജ്വലിക്കുന്ന മൈക്രോസ്കോപ്പിക് കണക്ഷനുകൾ നിശബ്ദമാക്കിയിരിക്കുന്നു.

ഈ താപനിലയിൽ, മിക്കവാറും എല്ലാ ജൈവ പ്രവർത്തനങ്ങളും നിർത്തുന്നു. ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ പ്രധാന ലക്ഷ്യം ന്യൂറോണുകളുടെ പ്രവർത്തനങ്ങളെ പൂർണ്ണമായും തളർത്തുന്ന അത്തരം കഠിനമായ മരവിപ്പിക്കലിനെ അതിജീവിക്കാനുള്ള കഴിവ് പരിശോധിക്കുകയായിരുന്നു. അടുത്ത ഘട്ടം ശ്രദ്ധാപൂർവം വീണ്ടും ചൂടാക്കൽ പ്രക്രിയ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

പരമ്പരാഗത മരവിപ്പിക്കലിൻ്റെ പ്രതിബന്ധങ്ങളെ മറികടക്കുന്നു

ജീവനുള്ള കോശങ്ങളെ മരവിപ്പിക്കുന്നത് മിക്കപ്പോഴും ഒരു വിനാശകരമായ പ്രക്രിയയാണ്. താപനില കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് കോശങ്ങൾക്കുള്ളിൽ ഐസ് പരലുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതാണ് പ്രധാന കുറ്റം. Esses പരലുകൾ അതിലോലമായ കോശ സ്തരങ്ങളെ വികസിപ്പിക്കുകയും തുളച്ചുകയറുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് പലപ്പോഴും കോശങ്ങളെ ശാശ്വതമായി ഉപയോഗശൂന്യവും പ്രവർത്തനരഹിതവുമാക്കുന്നു.

മസ്തിഷ്കം പ്രത്യേകിച്ച് ഈ തകരാറിന് വിധേയമാണ്. Seus ന്യൂറോണുകൾ സാന്ദ്രവും സങ്കീർണ്ണവുമായ ആശയവിനിമയ ശൃംഖലകളിലേക്ക് അവയെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ദുർബലമായ സിനാപ്സുകളെ ആശ്രയിക്കുന്നു. കോശങ്ങൾക്കിടയിൽ സിഗ്നലുകൾ തടയാൻ Pequenas ഘടനാപരമായ മാറ്റങ്ങൾ മതിയാകും, ഇത് മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളെ സുരക്ഷിതമായി മരവിപ്പിക്കാനുള്ള ഏതൊരു ശ്രമത്തെയും ഗുരുതരമായി സങ്കീർണ്ണമാക്കുന്നു. Pesquisas എലി ഹിപ്പോകാമ്പസിൻ്റെ കഷ്ണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള 2006-ലെ പരീക്ഷണം പോലെയുള്ള മുൻ പഠനങ്ങൾ, ടിഷ്യുവിന് ഘടനാപരമായി അതിജീവിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലിംഗ് പലപ്പോഴും പൂർണ്ണമായി വീണ്ടെടുക്കുന്നില്ലെന്ന് തെളിയിച്ചു.

ഐസ് ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ രൂപീകരണം ഒഴിവാക്കാൻ ജർമ്മൻ ടീം മറ്റൊരു സമീപനം സ്വീകരിച്ചു: വിട്രിഫിക്കേഷൻ. Essa സാങ്കേതികത ജൈവ ദ്രാവകങ്ങളെ ഗ്ലാസ് പോലെയുള്ള അവസ്ഥയിലേക്ക് ദൃഢീകരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി കോശങ്ങളെ നശിപ്പിക്കുന്ന മൂർച്ചയുള്ള ഘടനകളുടെ രൂപീകരണം തടയുന്നു. വിട്രിഫിക്കേഷൻ നേടുന്നതിന്, അങ്ങേയറ്റം നിയന്ത്രിത തണുപ്പിക്കൽ അവസ്ഥകളും പ്രത്യേക രാസ മിശ്രിതങ്ങളുടെ ഉപയോഗവും ആവശ്യമാണ്.

ക്രയോപ്രോട്ടക്ടറുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഐസ് രൂപീകരണം കുറയ്ക്കുന്നതിനും അതിശൈത്യ സമയത്ത് കോശങ്ങളെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിനും നിർണായകമാണ്. രാസ വിഷാംശം കുറയ്ക്കുന്നതിനൊപ്പം ന്യൂറോണുകളെ സംരക്ഷിക്കുന്നതിനായി രൂപപ്പെടുത്തിയ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം സമീകൃതമായ ക്രയോപ്രൊട്ടക്റ്റൻ്റ് ലായനി ഉപയോഗിച്ചാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ മൗസ് ഹിപ്പോകാമ്പൽ സ്ലൈസുകളെ ചികിത്സിച്ചത്. വിട്രിഫിക്കേഷൻ്റെ ഫലപ്രാപ്തി പരീക്ഷണത്തിൻ്റെ വിജയത്തിൽ നിർണായക ഘടകമായിരുന്നു.

നാഡീ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ശ്രദ്ധേയമായ വീണ്ടെടുക്കൽ

ക്രയോപ്രൊട്ടക്ടൻ്റുകളുമായുള്ള ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷം, ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് സാമ്പിളുകൾ ഏകദേശം -196 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് തണുപ്പിച്ചു, ഈ താപനിലയിൽ സെല്ലുലാർ പ്രക്രിയകൾ പ്രായോഗികമായി അവസാനിക്കുന്നു. Posteriormente, ടിഷ്യു -150 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ഏഴു ദിവസത്തേക്ക് സംഭരിച്ചു, അതിൻ്റെ വിട്രിഫൈഡ് അവസ്ഥയിൽ ശേഷിക്കുന്നു. സൂക്ഷ്മമായ പരിശോധനയിൽ ഐസ് പരലുകളുടെ ദൃശ്യമായ രൂപീകരണം കണ്ടെത്തിയില്ല, ക്രയോപ്രൊട്ടക്റ്റൻ്റ് ലായനി മരവിപ്പിക്കുമ്പോൾ ടിഷ്യുവിനെ ഫലപ്രദമായി സംരക്ഷിക്കുകയും ദുർബലമായ ന്യൂറോണൽ ഘടനകളെ സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തുവെന്ന് സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.

സാമ്പിൾ വീണ്ടും ചൂടാക്കൽ പ്രക്രിയ ക്രമേണ നടപ്പിലാക്കി, വിട്രിഫൈഡ് അവസ്ഥ പഴയപടിയാക്കാനും ഘടനാപരമായ സമ്മർദ്ദം ഒഴിവാക്കാനും ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം ആസൂത്രണം ചെയ്തു. താപനില -10 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് അടുക്കുമ്പോൾ, ഗവേഷകർ ന്യൂറൽ പ്രവർത്തനം വിലയിരുത്തുന്നതിന് ഇലക്ട്രോഫിസിയോളജിക്കൽ ടെസ്റ്റുകൾ ആരംഭിച്ചു. ഫലങ്ങൾ പ്രോത്സാഹജനകമായിരുന്നു, സ്വതസിദ്ധമായ സിനാപ്റ്റിക് സംഭവങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് ന്യൂറോണുകൾ വീണ്ടും സിനാപ്സുകളിലുടനീളം സന്ദേശങ്ങൾ കൈമാറുന്നു എന്നതിൻ്റെ വ്യക്തമായ സൂചനകളാണ്.

ഒരു ആഴ്ച മുഴുവൻ ഫ്രീസുചെയ്‌ത സസ്പെൻഷനുശേഷം വൈദ്യുത പ്രവർത്തനം പുനഃസ്ഥാപിച്ചു. Além കൂടാതെ, ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ടുകളിലൂടെ വീണ്ടും സിഗ്നലുകൾ പ്രചരിപ്പിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്ന പല സിനാപ്റ്റിക് ഘടനകളും കേടുകൂടാതെയുണ്ടെന്ന് മൈക്രോസ്കോപ്പി സ്ഥിരീകരിച്ചു. Essa ശക്തമായ വീണ്ടെടുക്കൽ, ടിഷ്യു മരവിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ അതിജീവിക്കുക മാത്രമല്ല, ചൂടാക്കിയ ശേഷം അതിൻ്റെ ന്യൂറൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ പ്രവർത്തനങ്ങൾ പുനരാരംഭിക്കുകയും ചെയ്തുവെന്ന് തെളിയിച്ചു.

സംരക്ഷണത്തിൻ്റെ പ്രത്യാഘാതങ്ങളും ഭാവി വെല്ലുവിളികളും

ഈ പഠനത്തിനായി ഹിപ്പോകാമ്പസ് തിരഞ്ഞെടുത്തത് ക്രമരഹിതമായിരുന്നില്ല. ഓർമ്മകളുടെ രൂപീകരണത്തിൽ അതിൻ്റെ സുപ്രധാന പങ്ക് Devido, ഏത് സംരക്ഷണ സാങ്കേതികതയ്ക്കും ഈ പ്രദേശം ഒരു കഠിനമായ പരീക്ഷണമാണ്. മരവിപ്പിക്കുന്ന സമയത്ത് ന്യൂറോണുകളുടെ ശൃംഖലയ്ക്ക് കേടുപാടുകൾ സംഭവിച്ചാൽ, വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളുടെ വീണ്ടെടുക്കൽ അസാധ്യമാണ്. ഈ സങ്കീർണ്ണമായ ടിഷ്യുവിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ പുനഃസ്ഥാപനം സമീപനത്തിൻ്റെ സാധ്യതയുടെ ഒരു പ്രധാന സൂചകമാണ്. Embora പരീക്ഷണം നിർദ്ദിഷ്ട ഓർമ്മകളുടെ നിലനിൽപ്പിനെ നേരിട്ട് വിലയിരുത്തിയില്ല, സിനാപ്റ്റിക് പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സംരക്ഷണം സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ന്യൂറൽ വിവരങ്ങളുടെ സംഭരണത്തിന് ആവശ്യമായ ഫിസിക്കൽ കണക്റ്റിവിറ്റി നിലനിർത്തി എന്നാണ്.

ക്രയോപ്രിസർവേഷൻ ഇതിനകം തന്നെ മറ്റ് അവയവങ്ങളിൽ വിജയകരമായി പ്രയോഗിച്ചു, ഉദാഹരണത്തിന്, എലിയുടെ ഹൃദയങ്ങൾ, കരൾ ടിഷ്യുവിൻ്റെ ഭാഗങ്ങൾ. Contudo, സെല്ലുലാർ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെ ദുർബലതയും സങ്കീർണ്ണതയും കാരണം മസ്തിഷ്കം കാര്യമായ വലിയ വെല്ലുവിളികൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. Mesmo ചെറിയ തടസ്സങ്ങൾ ന്യൂറൽ ആശയവിനിമയത്തിൽ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യും, മസ്തിഷ്ക സംരക്ഷണ ഗവേഷണത്തിൻ്റെ പുരോഗതി മന്ദഗതിയിലാക്കുന്നു. Erlangen-Nuremberg-ലെ Universidade Friedrich-Alexander-ൽ വികസിപ്പിച്ച വിട്രിഫിക്കേഷൻ രീതി ഗണ്യമായ പുരോഗതിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അത്യന്തം തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ ഐസ് പരലുകൾ ഉണ്ടാകുന്നതിൽ നിന്ന് ന്യൂറോണുകളെ സംരക്ഷിക്കുകയും വൈദ്യുത പ്രവർത്തനം വീണ്ടെടുക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

എലിയുടെ മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളുടെ ചെറിയ ശകലങ്ങളിൽ മാത്രമായി പഠനം പരിമിതപ്പെടുത്തിയെങ്കിലും, ഫലങ്ങൾ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, Congelar മുഴുവൻ അവയവങ്ങളും ജീവജാലങ്ങളും, വലിയ ഘടനകളെ ഒരേപോലെ തണുപ്പിക്കുന്നതിലും മസ്തിഷ്കത്തിലുടനീളം ക്രയോപ്രോട്ടക്ടറുകൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നതിലും ബുദ്ധിമുട്ട് പോലുള്ള അധിക വെല്ലുവിളികൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഭാവിയിലെ Experimentações, വിട്രിഫൈഡ് സസ്‌പെൻഷൻ സ്റ്റേറ്റുകളുടെ പരിധി വിപുലീകരിക്കാനും വലിയ ക്രമീകരണങ്ങളിൽ നിയന്ത്രിത സസ്പെൻഷൻ ആനിമേഷനു വഴിയൊരുക്കാനും ശ്രമിക്കുന്ന, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ മസ്തിഷ്ക പ്രവർത്തനങ്ങൾ, ശീതീകരിച്ച ടിഷ്യൂകളുടെ ഈട്, വലിയ വിഭാഗങ്ങളിലെ പരിശോധന എന്നിവയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കും.