Pełna kontrola w układzie

Aby zbadać wpływ jakiejś substancji na mózg, konieczne jest wykonanie skomplikowanych i pracochłonnych eksperymentów. Próbom poddawane są komórki nerwowe, które trudno utrzymać pod ścisłą kontrolą. Jednym z poważniejszych problemów jest duża liczba reakcji zachodzących w tym samym czasie. Naukowcy z Johns Hopkins Whiting School of Engineering oraz School of Medicine postanowili ułatwić pracę swoim kolegom, tworząc układ scalony pozwalający na sterowanie środowiskiem, w którym wykonywane są badania. Nowy układ typu "laboratorium na chipie" (ang. lab on a chip) ma umożliwić lepsze poznanie mechanizmów, dzięki którym komórki w mózgu współpracują, tworząc system nerwowy. Układ został zbudowany z tworzywa przypominającego plastik, w którym znajduje się system kanalików i szybów, pozwalający na precyzyjne regulowanie składu i dozowanie roztworów doprowadzanych do pojedynczej badanej komórki. W ten sposób można neuron wystawić na działanie każdego z sygnałów chemicznych wpływających na jego dalszy rozwój – komórka reaguje bowiem zarówno na substancje przepływające w jej pobliżu, jak i te znajdujące się na otaczających ją powierzchniach. Pierwsze eksperymenty z wykorzystaniem opisywanego układu pokazały, że neurony rozrastały się w stronę większego stężenia określonych sygnałów, zarówno wtedy, gdy pochodziły one z powierzchni chipa, jak i opływającego komórkę roztworu. Gdy do neuronu wysłano sprzeczne "rozkazy" – zarówno z poprzez powierzchnię układu, jak i przez roztwór – komórka losowo wybierała, jakiego rodzaju sygnałów będzie "słuchać". W ten sposób potwierdziła się teoria tłumacząca różne reakcje neuronów na podobne sygnały wpływem otoczenia komórek. Następne próby z udziałem układu powinny dostarczyć wyników odznaczających się dużą dokładnością i pełniejszych, niż uzyskiwane dzięki klasycznym metodom badawczym.

laboratorium na chipie neuron sygnał chemiczny