Neuropedia

🧠 تکنیک های مطالعه فعالیت مغز ▪️ ثبت فعالیت الکتریکی مغز • ثبت یک سلول منفرد (Single-Cell Recording) • ثبت نوار مغز یا الکتروانسفالوگرافی (EEG) • الکتروانسفالوگرافی کمی (QEEG) • نوروفیدبک (Neurofeedback) • پتانسیل وابسته به رویداد (ERP) • الكتروکورتيكوگرافی (ECoG) • مغزنگاری مغناطیسی یا مگنتوانسفالوگرافی (MEG) ▪️ تحریک مغز • تحریک عمقی مغز (DBS) • تحریک الکتریکی فراجمجمه ای (TES) • تحریک مغناطیسی فراجمجمه ای (TMS) ▪️ تکنیک های تصویربرداری ایستا • تصویربرداری با اشعه ایکس (X-Ray) • توموگرافی کامپیوتری (CT) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی (MRI) • طیف سنجی رزونانس مغناطیسی (MRS) ▪️ تکنیک های تصویربرداری پویا • توموگرافی با نشر پوزیترون (PET) • تصویر برداری نشر تانسور (DTI) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی کارکردی در حالت استراحت (Resting-State fMRI) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی کارکردی وابسته به رویداد (Event-Related fMRI) • تصویربرداری فراصوت کارکردی (FUI) • طیف سنجی داپلر فراجمجمه ای کارکردی (fTCDS) • طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز کارکردی (fNIRS) • توموگرافی پخش اُپتیکی (DOT) • سیگنال نوری رویداد-محور (EROS) • توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT) ▪️ تکنیک های ثبت درون سلولی • پچ کلمپ (Patch clamp) • ولتاژ کلمپ (Voltage Clamp) • جریان کلمپ (Current Clamp) • تصویربرداری کلسیومی (Calcium imaging) • اُپتوژنتیک (Optogenetics) • کموژنتیک (Chemogenetics) • سونوژنتیک (Sonogenetics) • مگنتوژنتیک (Magnetogenetics) .

• اخلاق عصبی (Neuroethics) • علوم اعصاب دین یا نوروتئولوژی (neurotheology) • اقتصاد عصبی (Neuroeconimcs) • اقتصاد رفتاری (Behavioral Economics) • بازاریابی عصبی یا نورومارکتینگ (Neuromarketing) • حقوق عصبی (Neurolaw) • سیاست عصبی (Neuropolitics) • علوم اعصاب اجتماعی (Social neuroscience) • علوم اعصاب فرهنگی (Cultural neuroscience) • نورو آنتروپولوژی یا انسان شناسی عصبی (Neuroanthropology) • علوم اعصاب تربیتی (Educational Neuroscience or Neuroeducation) • علوم اعصاب تکاملی (Evolutionary Neuroscience) • باستان شناسی عصبی (Neuroarchaeology) • ارگونومی عصبی (Neuroergonomics) • مهندسی عصبی (Neuroengineering) • زیبایی شناسی عصبی (Neuroaesthetics) • موسیقی و مغز (Music and the Brain) • معماری و مغز (Architecture and the Brain) • نوروسینما (neurocinema) • نوروفلسفه (neurophilosophy) .

▪️10 دانشمند عصب شناس تأثیرگذار: 1. لیزا فلدمن-بارت (Lisa Feldman-Barrett) 2. دیوید چالمرز (David Chalmers) 3. آنتونیو داماسیو (Antonio Damasio) 4. آدل دایموند (Adele Diamond) 5. مایکل گازانیگا (Michael Gazzaniga) 6. جوزف لدوکس (Joseph LeDoux) 7. برندا میلنر (Brenda Milner) 8. جاك پانكسپ (Jaak Panksepp) 9. آنیل سث (Anil Seth) 10. سوزانا هركولانو-حوزل (Suzana Herculano-Houzel) ,

▪️میکروذرات مغناطیسی امکان کنترل مغز از راه دور را فراهم می‌کنند توانایی تحریک و کنترل سلول‌های مغز می‌تواند راه‌ جدید و قدرتمندی برای درک و درمان اختلالات عصبی باشد. دانشمندان دانشگاه «کالج لندن» نوع جدیدی از میکروذرات مغناطیسی را روی موش‌ها مورد آزمایش قرار دادند که می‌تواند همانند یک کلید مکانیکی کوچک در روشن کردن سلول‌های حساس به لمس عمل کند و بدین ترتیب روش جدیدی برای کنترل مغز – در مرحله ابتدایی، برخی از سلول‌های مغز – را ارائه دهد. شباهت‌هایی میان این پیشرفت و شاخه هیجان‌انگیز دیگری از تحقیقات متمرکز بر کنترل دقیق سلول‌های بدن وجود دارد که «اپتوژنتیک» شناخته می‌شود. این تکنیک شامل قرار دادن ژن‌ها در تماس با یکدیگر است تا میزان حساسیت آن‌ها افزایش یابد. این کار سبب تحریک آن‌ها با هدف تکسین درد، درمان فلج و بازیابی بینایی انجام می‌شود. تلاش‌های پیشین در کنترل مغز و درمان بیماری‌ها اگرچه داستان‌های موفقیت‌آمیزی وجود داشته است – مانند موردی که سال گذشته برای اولین بار از اپتوژنتیک برای ترمیم نسبی بینایی در انسان استفاده شد – اما انطباق این فناوری برای استفاده بالینی به دلیل نیاز به اصلاح ژنتیکی سلول‌ها دشوار است. تیم دانشگاه «UCL» با استفاده از میکروذرات مغناطیسی قصد دارد به روش دیگری دست به کنترل مغز بزند. دکتر « ییچائو یو» سرپرست تیم تحقیق می‌گوید: « فناوری جدید ما از ذرات مغناطیسی و آهن‌ربا برای کنترل از راه دور و دقیق فعالیت‌ سلول‌های مغزی استفاده می‌کند. نکته مهم این است که چنین کاری بدون وارد کردن دستگاه یا ژن خارجی به مغز انجام می‌شود.» در این روش سلول‌های مغزی به نام «آستروسیت» مورد هدف قرار می‌گیرند که میان رگ‌های خونی مغز و سلول‌های عصبی زندگی می‌کنند و به نوعی پشتیبان نورون‌ها هستند. علاوه بر این، آستروسیت‌ها فعالیت مدارهای عصبی مغز را نیز کنترل می‌کنند. این سلول‌ها نسبت به لمس شدن بسیار حساس هستند. پروفسور «مارک لیتگو» نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: « از آنجایی که آستروسیت‌ها به لمس بسیار حساس هستند، هدف قرار دادن آن‌ها با استفاده از میکروذرات مغناطیسی می‌تواند به کنترل مغز – یا حداقل بخش‌هایی از آن – منجر شود. توانایی کنترل آستروسیت‌ها ابزار جدیدی است که به ما کمک می‌کند بتوانیم اختلالات مغزی و فعالیت‌های عصبی را به خوبی شناسایی و کنترل کنیم و در درمان بیماری‌های ناشی از این اختلالات – مانند افسردگی – تلاش کنیم.» این فناوری «تحریک مکانیکی مغناطیسی» و یا «MMS» نامیده می‌شود و در آن میکروذرات مغناطیسی که با آنتی‌بادی‌ها پوشانده شده‌اند، به آستروسیت‌ها متصل می‌شوند تا قابلیت کنترل‌ با استفاده از آهنربا فراهم شود. ▫️https://newatlas.com/medical/magnetic-microparticles-switches-selected-brain-cells/

▪️پروتئین مگنتو (Magneto) می تواند به آهنرباها در کنترل مدار مغز کمک کند. امروزه مهندسی ژنتیک به پژوهشگران کمک می‌کند تا با استفاده از مغناطیس، سیستم عصبی را کنترل کنند. محققان در این پژوهش رفتار گورخرماهی و موشها را کنترل کردند و امیدوارند روزی بتوانند از این طریق اختلالات مغزی انسان را معالجه کنند. در دهه‌ی گذشته پژوهشگران روشی برای کنترل فعالیت‌های مغز به وسیله‌ی لیزر، ابداع کردند. در این روش، که « اپتوژنتیک» نام دارد، از ویروس‌ها برای انتقال ژن به داخل سلول استفاده می‌شود. در نتیجه سلول‌ها به نور لیزر حساس می شوند. اپتوژنتیک مسیری مشخص برای تحریک یا سرکوب مدارهای عصبی ارایه کرد. از این رو تحول عظیمی در علوم اعصاب ایجاد شد. اپتوژنتیک مزیت‌های بسیاری نسبت به روش‌های پیشین کنترل عصب دارد. به طور مثال، تکانه‌های الکتریکی نه تنها سلول‌های هدف، بلکه تمام اعصاب یک منطقه‌ی مغز را تحریک می‌کنند. این در صورتی است که داروها به آهستگی عمل کنند و بیمار زمان طلایی درمان را از دست ندهد. اپتوژنتیک نیز مانند هر روشی معایبی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به عدم عبور نور از عمق جمجمه و ورود به مغز اشاره کرد. بنابراین جراحان باید با عمل جراحی، فیبرهای نوری را در نزدیکی مدار عصبی دلخواه قرار دهند. علی گولر، عصب شناس دانشگاه ویرجینیا، و همکارانش ساختاری ژنتیکی به نام مگنتو (Magneto) ساخته‌اند که امکان ورود به نورون‌ها را دارد. بدین ترتیب نورون‌ها به میدان‌های مغناطیسی حساس می‌شوند. این عمل نخستین نمونه‌ی کنترل مغناطیسی سیستم عصبی با استفاده از مهندسی ژنتیک است. پژوهشگران آزمایش‌های خود را بر پایه‌ی مولکول TRPV4 (پروتیین انتقال‌دهنده‌ی کلسیم به داخل سلول) گذاشته‌اند. در این آزمایش‌ها کلسیم به تحریک تکانه‌های عصبی کمک می‌کند. تحقیقات گذشته نشان داده TRPV4به فشار حساس است. گولر، TRPV4 یک موش را با ژن فریتین انسان (پروتیینی با توانایی ذخیره‌ی آهن) مخلوط کرد. وی دریافت زمانی که این ساختار ژنتیکی را در معرض میدان مغناطیسی قرار دهد، فریتین، TRPV4 را فعال می‌کند. پژوهشگران در آزمایش‌های خود مگنتو را به نورونهای حسی نخاع گورخرماهی تزریق کردند. زمانی که گورخرماهی‌ها در معرض مغناطیس‌های زمینی قوی قرار گرفتند، میدان مغناطیسی موجب تسریع فرار آن‌ها می‌شود، به طوری که حرکت مارپیچی بدنشان به ۱۰ برابر حالت طبیعی می‌رسد. ولفگانگ لیدکه، متخصص مغز و اعصاب بالینی، می‌گوید: « تمامی احساسات، حرکات و شاید حتی افکار جانور دارای مگنتو به وسیله ی میدان‌های مغناطیسی قابل کنترل است.» پژوهشگران همچنین آزمایش‌هایی بر روی بخش عمیق مغز موش، موسوم به جسم مخطط انجام داده‌اند. جسم مخطط عضوی حیاتی در چرخه‌ی پاداش مغز است و آن‌ها دریافتند موش‌های دارای مگنتو بیشتر به سمت نقاط دارای مغناطیس می‌روند. گولر میگوید یکی از مزیتهای مگنتوژنتیک این است که مانند اپتوژنتیک، میتوان قسمتهای خاصی از مغز را مورد هدف قرار داد. با این حال، مگنتوژنتیک بیشتر به داخل مغز نفوذ می‌کند و همچنین بخش‌های بزرگتری از مغز را همزمان تحت تاثیر قرار میدهد، این در صورتی است که اپتوژنتیک فقط نقاطی که فیبرهای نوری روشن کرده‌اند را تحریک میکند. یکی از معایب مگنتو، واکنش به تعدادی از عوامل فعال کننده‌ی TRPV4 است، مانند گرما یا تحریکات طبیعی ترکیبات مغز. دانشمندان در تلاشند نوع خاصی از مگنتو را بسازند که واکنشی شدیدتر به میدان مغناطیسی خاصی بدهد. لیدکه می گوید : « شما می‌توانید فرآیندهای متفاوت را با هم ترکیب کرده و مدارهای حسی گوناگون را هم‌زمان کنترل کنید.» به گفته ی گولر روزی مگنتوژنتیک به درمان اختلالات مغزی کمک می‌کند. ژن‌درمانی ، ژن‌های مفیدی را در نورون‌ها بیان می‌کند و مغناطیس‌ها ، در مواقع لزوم مدارهای حسی مشخصی را کنترل می‌کنند. لیدکه می‌گوید : « برای کنترل مدارهای حسی، در بیماران با مشکلات متعدد با کمک اپتوژنتیک، شما نیازمند کاشت فیبرهای نوری در مدارهای حسی هستید. با استفاده از مگنتو، می‌توان جمجمه را در معرض میدان مغناطیسی قرار داد.» در دهه‌های گذشته، پژوهش‌های آزمایشگاهی در زمینه‌ی ژن‌درمانی با مشکلات امنیتی بسیاری روبرو بوده است. با این حال به گفته‌ی گولر پژوهشگران بسیاری در تلاشند تا با ارزیابی دقیق این مسایل راهی بیابند تا بتوانند ژن‌درمانی را به صورت گسترده و ایمن بر روی انسان انجام دهند. ▫️https://www.insidescience.org/content/magneto-protein-could-help-magnets-control-brain-circuitry/3746

▪️مگنتوژنتیک (Magnetogenetics) مگنتوژنتیک به یک تکنیک بیولوژیکی اشاره دارد که شامل استفاده از میدان های مغناطیسی برای کنترل از راه دور فعالیت سلول است. در بیشتر موارد، تحریک مغناطیسی به نیرو (ژنتیک مگنتو-مکانیکی (magneto-mechanical genetics)) یا گرما (ژنتیک مگنتو-حرارتی (magneto-thermal genetics)) تبدیل می شود که به میدان مغناطیسی اعمال شده بستگی دارد. بنابراین، سلول‌ها معمولاً از نظر ژنتیکی اصلاح می‌شوند تا کانال‌های یونی را، که به صورت دریچه مکانیکی یا حرارتی هستند، بیان کنند. به این ترتیب، مگنتوژنتیک یک روش مدولاسیون سلولی است که از ترکیبی از تکنیک‌های مغناطیس و ژنتیک برای کنترل فعالیت‌های تک تک سلول‌ها در بافت زنده - حتی در حیواناتی که آزادانه حرکت می‌کنند، استفاده می‌کند. این تکنیک با اپتوژنتیک، که دستکاری رفتار سلول با استفاده از نور است، قابل مقایسه است. در مگنتوژنتیک، تحریک مغناطیسی به جای نور استفاده می شود، مشخصه ای که امکان مدولاسیون فعالیت سلول را به صورت کمتر تهاجمی، کمتر سمی و بی سیم فراهم می کند. راه های زیادی برای استفاده از مغناطیس زایی در تحقیقات وجود دارد. یکی از چالش‌های اصلی مگنتوژنتیک، وارد کردن جزء مغناطیسی به یک سیستم خاص (به عنوان مثال پروتئین یا سلول‌ها) یا مناطق (مانند ناحیه مغز موش) از ارگانیسم مورد نظر است. یک رویکرد شامل سنتز پروتئین همجوشی (Fusion protein) کانال های یونی با پروتئین های حاوی آهن مانند فریتین ها (ferritins) برای سنتز جزء مغناطیسی در خود سیستم بیولوژیکی (یعنی نورون ها) است. روش دیگر استفاده از نانوذرات مغناطیسی (magnetic nanoparticles) مانند اکسید آهن است که در خارج از سیستم‌های زیستی سنتز می‌شوند و ذرات را طوری طراحی می‌کنند که به طور خاص به کانال‌های یونی هدف متصل شوند. در نتیجه کنترل فعالیت سلولی با استفاده از ترکیبات مغناطیسی مانند فریتین یا نانوذرات مغناطیسی به دست می آید. این ترکیبات برای اتصال به کانال های یونی که به طور ژنتیکی بر روی سلول های خاص بیان می شوند، طراحی شده اند. بنابراین، کنترل فعالیت به سلول‌های از پیش تعریف‌شده ژنتیکی محدود می‌شود و توسط تحریک مغناطیسی انجام می‌شود. مکانیسم کار مغناطیس‌زایی را می‌توان بر اساس چگونگی تحریک مغناطیسی برای فعال کردن سیستم‌های زیستی، مانند کانال‌های یونی، طبقه‌بندی کرد. فعال‌سازی با واسطه گرما (ژنتیک مگنتو -حرارتی) و فعال سازی با واسطه نیرو (ژنتیک مگنتو-مکانیکی) دو دسته اصلی مغناطیس‌زایی هستند. ▫️https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetogenetics