Um novo dispositivo permite engolir a estimulação nervosa ininterrupta

Os cientistas há muito lutam com como estudar o vasto sistema nervoso do intestino – frequentemente chamado de “segundo cérebro” do corpo – sem sua destruição. Os métodos atuais de pesquisa são invasivos e geralmente requerem cirurgias complexas que dificultam o estudo da função do intestino natural.

“Se você observar como fazemos algum estudo tentando definir a função nervosa no intestino, tudo isso é muito cru”, disse Khalil Ramdi, pesquisador da Universidade de Nova York que desenvolveu uma nova abordagem nesse desafio. “Não temos boas ferramentas para isso.”

Uma equipe liderada por Ramdi – Professor Assistente de Engenharia Biológica da Faculdade de Engenharia da Universidade de Nova York Tandon e Diretor de Laboratório de Medicina Avançada de Neurologia e Tradução da Universidade de Nova York Abu Dhabi (NYUAD) – Dispositivos esclaráveis ​​chamados ICOPs (estimulação óptica dominante) que fornecem estímulos de luz diretamente direcionados.

A tecnologia permite que os pesquisadores esclareçam áreas específicas do sistema intestinal e estimulem neurônios específicos. Pode ser usado para monitorar como controlar essas células, por exemplo, e revela novos alvos para tratar condições como o estômago, pois o estômago é muito lentamente, ou doenças metabólicas e distúrbios alimentares. A abordagem é uma melhora significativa nas estradas atuais, que geralmente inclui procedimentos cirúrgicos invasivos para plantar fibras ópticas.

O dispositivo permite a ciência óptica, uma técnica que torna as células específicas sensíveis à luz. Os cientistas primeiro ajustam os neurônios direcionados para responder à motivação da luz, depois o paciente engole a pílula de LED.

Você pode entrar, transportar um sub -grupo específico de células para ser sensível à luz e, em seguida, engolir essas pílulas anticoncepcionais sempre que quiser ativar essas células. “

Khalil Ramdi, pesquisador assistente da Universidade de Nova York, professor assistente de engenharia biológica da Faculdade de Engenharia da Universidade de Nova York Tandon

Em um artigo publicado em Técnicas de materiais avançadosOs pesquisadores explicam como esses dispositivos de controle intestinal Sistema nervoso – A rede de células nervosas que governa a função intestinal – sem cirurgia.

Embora a óptica tenha sido usada na pesquisa cerebral desde a primeira década do século XX, esta é a primeira plataforma não invasiva para a estimulação óptica sem fio do intestino, que abre novas possibilidades para desenhar mapas de circuitos nervosos que não poderiam ter sido alcançados anteriormente para os pesquisadores.

O ICOPS é o mais recente da carteira Ramadi para tecnologias de comunicação, que inclui flash, e uma cápsula que usa estimulação elétrica para ativar os neurônios intestinais, e IMAR, que é um dispositivo magnético baseado em campo para seguir a pílula no intestino. Embora esses outros dispositivos tenham mostrado que a ativação nervosa pode levar a alterações hormonais que afetam o metabolismo, o ICOPS adiciona controle óptico no controle óptico para obter mais precisão.

A principal inovação é que o ICOPS opera sem bateria e, em vez disso, recebe energia sem fio através da indução magnética de um dispositivo de transmissão externa. Esse design sem bateria era necessário para que o dispositivo fosse pequeno o suficiente para testar em ratos.

“O que torna essa cápsula única é que ela foi totalmente fabricada em casa usando a impressão tridimensional, sem a necessidade das instalações da sala de higiene”, disse Mohamed Elsharif, um dos colegas pós -Phd no Laboratório Ramdi e o principal autor do jornal. “Isso nos permitiu integrar as pequenas explosões e arquivos dedicados de uma maneira desenvolvida, tornando -o a primeira cápsula vagando pelo roedor a motivar a motivação óptica não -gaseica. Decisivamente, pode funcionar sem fio em animais de animais livremente, permitindo estudos que não eram possíveis com concessões tradicionais ou tradicionais”.

Os efeitos da pesquisa excedem. A tecnologia pode levar a novos tratamentos para distúrbios do movimento intestinal. “Não temos os agentes muito bons ou anti -anti -anti -counter”, disse Ramdi, referindo -se a medicamentos que aceleram ou lentamente o movimento intestinal. “Temos coisas que geralmente diminuem ou aceleram o movimento, mas elas não são alvo”.

A ativação nervosa nas áreas intestinais de especificadas também pode levar a alterações hormonais que afetam o metabolismo e podem fornecer novos métodos para o tratamento de doenças metabólicas e distúrbios alimentares.

Os dispositivos são transmitidos pelo sistema digestivo naturalmente mais de um dia a dois dias. Além da terapia da luz, a plataforma pode permitir a estimulação elétrica e fornecer medicamentos direcionados. Embora as aplicações clínicas provavelmente permaneçam uma década de distância, a pesquisa representa um passo importante para entender as complexas redes nervosas do intestino.

Além de Ramdi e Ashraf, os autores do artigo são Rawan Badr Al -Din, Zhansaya Makehambetova, Heba Naser, Rahul Singh, Keonghwan OH e Revathi Sukesan do Departamento de Engenharia de Newad; Maylis Boitet é uma plataforma de tecnologia básica em NYUAD; Sohmyung Ha do Departamento de Engenharia de Nyuad e Nyu Tandon.