Ultrasonografi dapat membantu mengendalikan otak

Sebuah artikel oleh tim ilmuwan tentang pekerjaan baru mereka muncul di salah satu publikasi ilmiah terkenal – para spesialis berhasil mengendalikan tindakan cacing gelang dengan gen khusus dengan memengaruhinya menggunakan ultrasound.

Kepala kelompok ilmiah, Stuart Ibsen dari California, menjelaskan bahwa gelombang ultrasonik frekuensi rendah yang menyebar melalui tubuh hampir tidak tersebar, yang membedakannya dari cahaya. Fitur ini dapat berguna, misalnya, saat menstimulasi area otak yang dalam.

Tim Ibsen berhasil mengendalikan aksi cacing gelang transgenik menggunakan gelombang ultrasonik dan gelembung udara yang ada di sekitar media kultur cacing.

Para ilmuwan telah memodifikasi genom cacing gelang sehingga sel-sel saraf mereka menjadi peka terhadap perintah yang dikirim melalui ultrasound. Para spesialis mampu mencapai hal ini dengan memasukkan gen TRP-4 ke dalam DNA cacing. Gen khusus ini mengandung "panduan" tertentu untuk menyusun molekul protein yang tidak biasa yang terletak di permukaan neuron; protein inilah yang bertanggung jawab atas persepsi ultrasound oleh cacing gelang dan memungkinkan mereka untuk mengendalikan tindakan mereka. Protein semacam itu berfungsi sebagai semacam saluran yang dilalui ion-ion tertentu (dalam kasus cacing, saluran ion terbuka untuk kalsium), yang menyebabkan sel-sel otak menjadi aktif.

Ketika gelombang ultrasonik mengenai molekul protein, saluran akan terbuka dan sel akan memancarkan impuls listrik. Berkat hal ini, para ilmuwan dapat mengendalikan kerja tidak hanya sel-sel individual, tetapi juga seluruh otak cacing. Selain gelombang ultrasonik, gelembung udara yang dilapisi dengan lapisan lemak dan cat khusus turut memengaruhi perilaku cacing. Gelembung-gelembung tersebut membantu mengaktifkan neuron-neuron tertentu. Sebagai hasil dari paparan gelombang ultrasonik, para ilmuwan memaksa cacing untuk bergerak ke arah yang berlawanan, berputar pada sudut yang tajam, atau tidak berputar sama sekali.

Metode pengendalian kerja otak ini disebut sonogenetika dan saat ini hanya dapat diterapkan pada cacing. Namun, menurut para ilmuwan, sangat mungkin untuk mengadaptasi metode ini tidak hanya pada hewan lain, tetapi juga pada manusia, meskipun ada banyak kesulitan dalam perjalanan menuju tujuan ini.

Agar metode ini berhasil, perlu memasukkan gen TRP-4 ke dalam sel-sel tubuh tertentu dan gelembung udara ke dalam sistem peredaran darah. Para ahli menyarankan bahwa sistem yang unik seperti itu akan membantu orang-orang dengan gangguan otak, seperti epilepsi.

Kini para ilmuwan harus memeriksa apakah metode ini akan berhasil pada mamalia. Saat ini, kelompok ilmiah Ibsen telah memulai penelitian pada hewan pengerat dan jika percobaan tersebut berhasil, sonogenetika dapat diadaptasi untuk digunakan pada manusia. Para spesialis yakin bahwa mereka akan dapat menemukan metode pengendalian sel "tanpa kontak".

Omong-omong, USG telah digunakan oleh para ilmuwan untuk merangsang otak, bahkan digunakan untuk mengobati beberapa penyakit, tetapi kelompok Ibsen adalah yang pertama berhasil mengaktifkan sel-sel individual dengan gelombang USG.