Пластиковые нейроны
статья

ВОЗМОЖНОСТИ ПЛАСТИКОВЫХ  НЕЙРОНОВ  В БИОЭЛЕКТРОНИКЕ

Ессентукский филиал Ставропольского государственного медицинского университета,

г. Ессентуки, Российская Федерация

В.Е.  Ястребова

Введение: Неврологические и психиатрические заболевания лечат, в основном, с помощью лекарств, но подобрать их дозировку, точечно доставить препарат в определенные клетки и одновременно учесть его побочное действие на  разные процессы в организме сложно. Эти проблемы  возможно решить с помощью электропроводящих полимеров.

Цель исследования: изучение результатов  лабораторного  применения  уникального устройства органической биоэлектроники — органического электронного ионного насоса, способного перекачивать ионы из одной среды в другую.

Материалы и методы: В настоящем исследовании проведён анализ  лабораторных изысканий, проводимых  шведскими специалистами в области биоэлектроники.  Выявлено, что  если сначала  вызвать нейропатическую боль, а затем  с помощью точечного введения в спинной мозг нейромедиатора ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) снизить  раздражение центральной нервной системы,  то  с подачей внешнего электрического напряжения молекулы ГАМК начнут выходить по четырем ионпроводящим полимерным каналам в межклеточное пространство.  В искусственном пластиковом нейроне на основе полимеров ионный насос совмещают с биосенсорами, чувствительными к глутаминовой кислоте,  и  «пластиковый» нейрон «следит» за уровнем глутамата в чашке Петри: при превышении определенного порога в нем возбуждается ток, который открывает резервуар ионного насоса, выпускающего в окружающую среду ацетилхолин.

Результаты и обсуждение: С помощью тактильного теста  устанавливается факт исчезновения нейропатической боли в результате точечного введения  гамма-аминомасляной кислоты в спинной мозг у испытуемых и  при этом  не наблюдается  побочных эффектов.

Заключение: Точечное введение нейромедиатора  снижает  раздражение центральной нервной системы. Схема преобразования химического сигнала в электрический и обратно в искусственном полимерном нейроне идентична схеме работы живого нейрона. 

Ключевые слова:  биоэлектроника, полимерный нейрон, гамма-аминомасляная кислота нейромедиатор, ацетилхолиновые рецепторы, биосенсор.