У світі науки здійснили справжній прорив, винайшовши унікальний пристрій, що здатен буквально “підслуховувати” нейронну балаканину між мозком та кишківником. Ця розробка значно поглиблює наше уявлення про тісний взаємозв’язок цих двох біологічних вузлів – і про те, як їхня взаємодія впливає на загальне здоров’я та виникнення різноманітних хвороб в усьому тілі.
Науковці з Кембриджського університету, одного із найстаріших і найпрестижніших університетів світу, та Дартмутського коледжу, члена Ліги плюща та одного з найдавніших вищих навчальних закладів США, створили інноваційний нано-прилад, який за своєю товщиною не перевищує людську волосину. Цей імплант розроблено таким чином, щоб непомітно розміщуватися між шарами товстої кишки, фіксуючи як сигнали, що надсилаються до мозку, так і імпульси, які вона отримує у відповідь. Цей важливий канал передачі інформації формує так звану ентеральну нервову систему (ЕНС). ЕНС, яку часто називають “другим мозком”, є автономним нервовим центром. Вона налічує до 600 мільйонів нейронів – 20 різних типів нервових клітин – і виступає невтомним вартовим травної системи, беручи участь у всіх її складних процесах та рухах. Вона відіграє суттєву роль, коли в організмі виникають якісь порушення, проте часто залишається без належної уваги порівняно із симпатичною та парасимпатичною нервовими системами.
Слухаючи “другий мозок”
“Оскільки нейронна активність ЕНС пригнічується під час анестезії, здатність записувати її в організмі неспаних тварин має надзвичайне значення, адже це дає змогу фіксувати роботу ЕНС, коли тварина відчуває стрес або під час та після їди”, – пояснює головна дослідниця Ройсін Оуенс з Департаменту хімічної інженерії та біотехнологій Кембриджу. Професорка Оуенс, визнана фахівчиня у галузі біоелектроніки, підкреслює, що “ця нова технологія дозволить значно глибше зрозуміти, як спілкуються кишківник та мозок, і може прокласти шлях до розробки нових ефективних методів лікування травних та неврологічних розладів”.
Існує все більше доказів того, що низка неврологічних станів може мати своє походження в ЕНС. Нещодавно ми отримали нове усвідомлення ролі мікробіому кишківника у виникненні розладів психічного здоров’я та інших проблем, які традиційно вважалися такими, що виникають винятково в мозку та залишаються локалізованими там. Тепер, здається, вісь “кишківник-мозок” є набагато потужнішим шляхом впливу, ніж це уявлялося раніше.
Саме тут на допомогу приходить цей нано-пристрій. Це м’який, гнучкий електронний імплант, який може бути введений під час амбулаторної процедури – лапароскопії. Лапароскопія – це малоінвазивна хірургічна процедура, що дозволяє проводити операції через невеликі розрізи за допомогою оптичного приладу. Хоча винахід випробувано лише на гризунах та свинях, дослідники змогли продемонструвати, що пристрій здатен записувати електрофізіологічну активність у кишківнику протягом двох тижнів без будь-яких проблем. Це відкриває цілком нові горизонти для точнішої діагностики та ефективнішого лікування різних станів завдяки величезній кількості даних, зібраних приладом у реальному часі. Отже, з’являються новації у втручанні при таких захворюваннях, як запальні хвороби кишківника. Запальні захворювання кишківника (ЗЗК), що охоплюють такі недуги як хвороба Крона та виразковий коліт, становлять групу хронічних розладів, які призводять до запалення травного тракту і потребують своєчасної діагностики.
“До ентеральної нервової системи було надзвичайно важко отримати доступ, і ми демонструємо тут не тільки, що це можливо, але й те, що ми можемо отримати досить складну інформацію”, – зазначив співавтор дослідження Алекс Бойс з Дартмута.
Хоча це лише початкові етапи досліджень, можливість такого біологічного “прослуховування” може допомогти розгадати багато хвороб, які залишаються складними для лікування через оманливу, але величезну складність ЕНС.
“Завдяки нашій технології хронічного імплантату ми вперше можемо записувати електрофізіологічні сигнали в реальному часі від ‘другого мозку’ в кишківнику протягом тривалих періодів”, – повідомила співавторка дослідження Ампаро Гуемес Гонсалес. Доктор Гуемес Гонсалес, фахівчиня з біоелектроніки та нейроінтерфейсів, додала: “Це дозволяє нам вивчати, як кишківник реагує на фізіологічні подразники, такі як стрес, і як він відгукується на лікування або зміни в харчуванні – те, що було неможливо з попередніми методами. Це відкриває двері до набагато глибшого розуміння комунікації між кишківником та мозком та її впливу на здоров’я”.
“Раніше це було просто неможливо зробити”, – підсумувала вона.
Результати дослідження були опубліковані у престижному науковому журналі Nature Communications.
