ஜெர்மன் விஞ்ஞானிகள் ஹிப்போகாம்பல் துண்டுகளில் நரம்பியல் செயல்பாட்டை ஒரு வார விட்ரிஃபிகேஷன் பிறகு மீட்டெடுக்கிறார்கள்

ஜேர்மனியில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் நரம்பியல் அறிவியலில் குறிப்பிடத்தக்க மைல்கல்லை எட்டியுள்ளனர், ஆழ்ந்த உறைநிலையில் வைக்கப்பட்டிருந்த மூளை திசுக்களில் மின் செயல்பாட்டை மீண்டும் இயக்க நிர்வகிக்கின்றனர். ஒரு விஞ்ஞானக் கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்ட சோதனையானது, தீவிர நிலைமைகளுக்கு உட்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் மீண்டும் சூடுபடுத்தப்படும்போது நியூரான்களின் பின்னடைவை நிரூபித்தது. கண்டுபிடிப்பு இடைநிறுத்தத்தில் வாழ்க்கையைப் புரிந்துகொள்வதற்கான புதிய பாதைகளைத் திறக்கிறது.

எர்லாங்கன்-நியூரம்பெர்க்கின் ஃபிரெட்ரிக்-அலெக்சாண்டர் பல்கலைக்கழகத்தின் அலெக்சாண்டர் ஜெர்மன் தலைமையில், குழு ஹிப்போகாம்பஸின் நுட்பமான துண்டுகளில் தனது முயற்சிகளை மையப்படுத்தியது. இந்த மூளைப் பகுதி நினைவகம் மற்றும் கற்றல் செயல்முறைகளுக்கு முக்கியமானது, அதன் சிக்கலான தன்மை மற்றும் உணர்திறன் காரணமாக இது ஒரு சவாலான இலக்காக உள்ளது. அதன் செயல்பாட்டைப் பாதுகாப்பதில் வெற்றி என்பது குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது.

இந்த ஆய்வு நேஷனல் அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் (பிஎன்ஏஎஸ்) அன்னல்ஸில் வெளியிடப்பட்டது மற்றும் அறிவியல் சமூகத்தில் பெரும் ஆர்வத்தை உருவாக்கியது. மீளமுடியாத சேதத்தை ஏற்படுத்தாமல் மூளை திசுக்களின் உயிரியல் செயல்பாட்டை முற்றிலுமாக குறுக்கிட முடியும் என்று முடிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன, பாதுகாப்பு நுட்பங்களுக்கான புதிய முன்னோக்குகள் மற்றும் ஒருவேளை மருத்துவத்தில் எதிர்கால பயன்பாடுகளுக்கு.

புதுமையான செல் சஸ்பென்ஷன் நுட்பம்

-150 டிகிரி செல்சியஸுக்குக் கீழே, உயிருள்ள மூளை திசுக்களை தீவிர வெப்பநிலைக்கு குளிர்விப்பது இந்த பரிசோதனையில் ஈடுபட்டுள்ளது. ஏழு நாட்களில், மாதிரிகள் இந்த ஆழமான உறைந்த நிலையில் இருந்தன, இதன் விளைவாக அனைத்து மின் சமிக்ஞைகளும் முழுமையாக நிறுத்தப்பட்டன. சுறுசுறுப்பான மூளையில் சாதாரணமாக இடைவிடாமல் சுடும் நுண்ணிய இணைப்புகள் அமைதியாகிவிட்டன.

இந்த வெப்பநிலையில், கிட்டத்தட்ட அனைத்து உயிரியல் செயல்பாடுகளும் நிறுத்தப்படும். விஞ்ஞானிகளின் முக்கிய நோக்கம் நியூரான்களின் செயல்பாடுகளை முற்றிலுமாக முடக்கும் இத்தகைய கடுமையான உறைபனியிலிருந்து உயிர்வாழும் திறனைச் சோதிப்பதாகும். அடுத்த கட்டம் கவனமாக மீண்டும் சூடாக்கும் செயல்முறையைக் கொண்டிருந்தது.

பாரம்பரிய உறைபனியின் தடைகளைத் தாண்டியது

உயிரணுக்களை உறைய வைப்பது பெரும்பாலும் அழிவுகரமான செயலாகும். வெப்பநிலை குறைவதால் செல்களுக்குள் பனி படிகங்கள் உருவாகுவது முக்கிய குற்றவாளி. இந்த படிகங்கள் நுண்ணிய உயிரணு சவ்வுகளை விரிவுபடுத்தி துளையிடுகின்றன, இதனால் அடிக்கடி செல்களை நிரந்தரமாக பயன்படுத்த முடியாத மற்றும் சாத்தியமற்றதாக ஆக்குகிறது.

மூளை இந்த சேதத்திற்கு குறிப்பாக எளிதில் பாதிக்கப்படுகிறது. உங்கள் நியூரான்கள் அடர்த்தியான, சிக்கலான தகவல் தொடர்பு நெட்வொர்க்குகளுடன் இணைக்கும் பலவீனமான ஒத்திசைவுகளை நம்பியுள்ளன. சிறிய கட்டமைப்பு மாற்றங்கள் உயிரணுக்களுக்கு இடையில் சமிக்ஞைகளைத் தடுக்க போதுமானதாக இருக்கலாம், மூளை திசுக்களை பாதுகாப்பாக உறைய வைக்கும் எந்தவொரு முயற்சியையும் கடுமையாக சிக்கலாக்கும். எலி ஹிப்போகாம்பஸ் துண்டுகளைப் பயன்படுத்தி 2006 ஆம் ஆண்டின் சோதனை போன்ற முந்தைய ஆராய்ச்சி, திசு கட்டமைப்பு ரீதியாக உயிர்வாழ முடியும் என்றாலும், மின் சமிக்ஞைகள் பெரும்பாலும் முழுமையாக மீட்கப்படவில்லை என்பதை நிரூபித்தது.

ஜேர்மன் குழு பனி படிகங்களை உருவாக்குவதைத் தவிர்ப்பதற்கு வேறுபட்ட அணுகுமுறையை எடுத்தது: விட்ரிஃபிகேஷன். இந்த நுட்பம் உயிரியல் திரவங்களை கண்ணாடி போன்ற நிலையில் திடப்படுத்த அனுமதிக்கிறது, இது பொதுவாக செல்களை சேதப்படுத்தும் கூர்மையான கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதைத் தடுக்கிறது. விட்ரிஃபிகேஷனை அடைய, மிகவும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட குளிரூட்டும் நிலைகள் மற்றும் குறிப்பிட்ட இரசாயன கலவைகளின் பயன்பாடு தேவை.

கிரையோபுரோடெக்டண்ட்ஸ் எனப்படும் இந்த பொருட்கள், பனி உருவாவதைக் குறைப்பதற்கும், தீவிர குளிர்ச்சியின் போது செல்களை நிலைப்படுத்துவதற்கும் முக்கியமானவை. ரசாயன நச்சுத்தன்மையைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் நியூரான்களைப் பாதுகாக்க வடிவமைக்கப்பட்ட கவனமாக சீரான கிரையோபுரோடெக்டன்ட் கரைசலுடன் விஞ்ஞானிகள் மவுஸ் ஹிப்போகாம்பல் துண்டுகளுக்கு சிகிச்சை அளித்தனர். சோதனையின் வெற்றிக்கு விட்ரிஃபிகேஷன் செயல்திறன் ஒரு தீர்க்கமான காரணியாக இருந்தது.

நரம்பியல் செயல்பாட்டின் ஈர்க்கக்கூடிய மீட்பு

Cryoprotectants சிகிச்சைக்குப் பிறகு, மாதிரிகள் திரவ நைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தி தோராயமாக -196 °C க்கு விரைவாக குளிர்விக்கப்பட்டன, இந்த வெப்பநிலையில் செல்லுலார் செயல்முறைகள் நடைமுறையில் நிறுத்தப்படும். பின்னர், திசுக்கள் -150 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் ஏழு நாட்களுக்கு சேமிக்கப்பட்டு, அதன் விட்ரிஃபைட் நிலையில் இருந்தது. நெருக்கமான நுண்ணோக்கி ஆய்வு பனி படிகங்கள் எந்த புலப்படும் உருவாக்கம் இல்லை, cryoprotectant கரைசல் திறம்பட உறைதல் போது திசு பாதுகாத்து மற்றும் உடையக்கூடிய நரம்பியல் கட்டமைப்புகள் பாதுகாக்கப்படுவதை உறுதிப்படுத்துகிறது.

மாதிரி மீண்டும் சூடாக்கும் செயல்முறை படிப்படியாக மேற்கொள்ளப்பட்டது, விட்ரிஃபைட் நிலையை மாற்றியமைக்கவும், கட்டமைப்பு அழுத்தத்தைத் தவிர்க்கவும் கவனமாக திட்டமிடப்பட்டது. வெப்பநிலை -10 ° C ஐ நெருங்கும்போது, ​​​​ஆராய்ச்சியாளர்கள் நரம்பியல் செயல்பாட்டை மதிப்பிடுவதற்கு மின் இயற்பியல் சோதனைகளைத் தொடங்கினர். முடிவுகள் ஊக்கமளிக்கும், தன்னிச்சையான சினாப்டிக் நிகழ்வுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன, அவை நியூரான்கள் மீண்டும் சினாப்சஸ் முழுவதும் செய்திகளை அனுப்புகின்றன என்பதற்கான தெளிவான அறிகுறிகளாகும்.

ஒரு வாரம் முழுவதும் உறைந்த இடைநீக்கத்திற்குப் பிறகு மின் செயல்பாடு மீட்டெடுக்கப்பட்டது. மேலும், பல சினாப்டிக் கட்டமைப்புகள் அப்படியே இருப்பதை நுண்ணோக்கி உறுதிப்படுத்தியது, இது மீண்டும் நரம்பியல் சுற்றுகள் மூலம் சமிக்ஞைகளை பரப்ப அனுமதிக்கிறது. இந்த வலுவான மீட்பு, திசு உறைபனி செயல்முறையைத் தக்கவைத்தது மட்டுமல்லாமல், வெப்பத்திற்குப் பிறகு அதன் நரம்பியல் தொடர்பு செயல்பாடுகளை மீண்டும் தொடங்க முடிந்தது என்பதை நிரூபித்தது.

பாதுகாப்பின் தாக்கங்கள் மற்றும் எதிர்கால சவால்கள்

இந்த ஆய்வுக்கான ஹிப்போகாம்பஸின் தேர்வு சீரற்றதாக இல்லை. நினைவுகளை உருவாக்குவதில் அதன் முக்கிய பங்கு காரணமாக, இந்த பகுதி எந்தவொரு பாதுகாப்பு நுட்பத்திற்கும் கடுமையான சோதனையாகும். உறைபனியின் போது நியூரான்களின் நெட்வொர்க் சேதமடைந்தால், மின் சமிக்ஞைகளை மீட்டெடுப்பது சாத்தியமில்லை. இந்த சிக்கலான திசுக்களில் செயல்பாட்டை மீட்டெடுப்பது அணுகுமுறையின் சாத்தியக்கூறுகளின் முக்கிய குறிகாட்டியை வழங்குகிறது. சோதனையானது குறிப்பிட்ட நினைவுகளின் உயிர்வாழ்வை நேரடியாக மதிப்பிடவில்லை என்றாலும், சினாப்டிக் செயல்பாட்டைப் பாதுகாத்தல், நரம்பியல் தகவலைச் சேமிப்பதற்கு அவசியமான உடல் இணைப்பு பராமரிக்கப்படுவதாகக் கூறுகிறது.

சுட்டி இதயங்கள் மற்றும் கல்லீரல் திசுக்களின் பிரிவுகள் போன்ற பிற உறுப்புகளுக்கு கிரையோபிரெசர்வேஷன் ஏற்கனவே வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், மூளை அதன் செல்லுலார் நெட்வொர்க்குகளின் பலவீனம் மற்றும் சிக்கலான தன்மை காரணமாக குறிப்பிடத்தக்க அளவு சவால்களை அளிக்கிறது. சிறிய குறுக்கீடுகள் கூட நரம்பியல் தொடர்புகளை சமரசம் செய்யலாம், மூளை பாதுகாப்பு ஆராய்ச்சியில் முன்னேற்றத்தை குறைக்கலாம். எர்லாங்கன்-நியூரம்பெர்க்கின் ஃபிரெட்ரிக்-அலெக்சாண்டர் பல்கலைக்கழகத்தில் உருவாக்கப்பட்ட விட்ரிஃபிகேஷன் முறையானது கணிசமான முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது, தீவிர குளிர்ச்சியின் போது பனிக்கட்டி படிகங்கள் உருவாகாமல் நியூரான்களைப் பாதுகாக்கிறது மற்றும் மின் செயல்பாட்டை மீட்டெடுக்க அனுமதிக்கிறது.

ஆய்வு சுட்டி மூளை திசுக்களின் சிறிய துண்டுகளுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருந்தாலும், முடிவுகள் நம்பிக்கைக்குரியவை. இருப்பினும், உறைபனி உறுப்புகள் அல்லது முழு உயிரினங்களும் கூடுதலான சவால்களை முன்வைக்கின்றன, பெரிய கட்டமைப்புகளை ஒரே மாதிரியாக குளிர்விப்பதில் சிரமம் மற்றும் மூளை முழுவதும் கிரையோபுரோடெக்டர்களை விநியோகிப்பது போன்றவை. எதிர்கால சோதனைகள் மிகவும் சிக்கலான மூளை செயல்பாடுகள், உறைந்த திசு நம்பகத்தன்மையின் ஆயுள் மற்றும் பெரிய பிரிவுகளில் சோதனை கவனம் செலுத்தும், விட்ரிஃபைட் சஸ்பென்ஷன் நிலைகளின் வரம்புகளை விரிவுபடுத்தும் மற்றும் பரந்த அமைப்புகளில் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட இடைநிறுத்தப்பட்ட அனிமேஷனுக்கு வழி வகுக்கும்.