المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : Lasers guide neuron growth



Athena
07-30-2008, 02:52 PM
Lasers guide neuron growth






Researchers are one step closer to understanding how lasers can be used to repair and grow neurons, thanks to work being carried out by biologists and physicists at St Andrews University, UK (Optics Express 16 10507).



David Carnegie and his colleagues used optical line traps to initiate and guide the growth of neurons and hope that one day the technique could be used to repair the human nervous system after spinal trauma, for example.

It is known that light fields, such as Gaussian beams and optical line traps, can exert mechanical forces on cellular systems and affect the direction of growth of neurons. However, the mechanism that underlies this phenomenon is still poorly understood.



"Before optical line traps can be used to repair neurons, we have to understand the mechanism by which the light field is affecting their growth," Carnegie told our sister site optics.org. "In contrast to previous studies, our research has shown similar levels of growth regardless of the direction of intensity variations along an optical line trap. This leads us to suggest another mechanism for neuronal growth."


During growth, neurons send out filopodia – thin spike-like protrusions that can form from the growth cone, along which the cells tend to grow. Carnegie and his colleagues observed that these filopodia aligned themselves with the major axis of the line trap, which leads the extending growth cone to subsequently align and grow along the line trap.


"We believe that the laser light is creating a torque on the filopodia and pulling them in the direction of the laser," said Carnegie. "To explain this effect, we have developed a theoretical model to describe the optical torques experienced by the filopodia."

This work was carried out on very simple cells. The group plans to test its theory on primary cells, taken from animals, and hope to eventually use the technique to form a synapse – a junction through which neurons signal to each other and to non-neuronal cells such as those in muscles or glands.


"There is still a lot of work to be done before the mechanism of neuron growth using lasers is understood," said Carnegie. "There are other possibilities such as a temperature effect or perhaps we are interfering with a chemical process."



//...//

صمت الكلام
08-20-2008, 01:44 AM
dear athena....
thanks for thise great topic it was interesting and very useful at the same time......
tanks again...

Athena
08-23-2008, 10:05 AM
dear athena....
thanks for thise great topic it was interesting and very useful at the same time......
tanks again...




you are welcome

have the good knowledge


;)

Athena
09-23-2008, 12:00 AM
تحت طلب العديدين قمت بعمل ترجمـة للموضوع، وبإذن الله سأقوم بترجمة باقي المواضيع تِباعاً.






الليزر يفتح آمال جديدة في خلق وتجديد الخلايا العصَبيّة






أوضح الدكتور دايفيد كارينج العامل في جامعة اندرويس انهم استطاعوا استخدام تقنيّـة Optical Line Traps لتحفيّيز وتوجِيّيه عمليّة نمو الخلِيّـة العَصَبِيّة-Neuron-، مؤكِداً أنّ نَجَاحَ مِثْلِ هذه التَجْرُبــة سوف تُحَقّقّ الأمل في تجديد بناء ونمو الخلايا العَصَبِيّـة، وبالتاليّ إمكانِيّة تجديد خلايا الجهاز العصَبيّ في جسم الإنسان.

على العلم، أنّ الخلايا العَصَبِيّـة لا تَنمو، بحيث يولد الإنسان ومعه عدد محدود من الخلايا العَصَبِيّـة، بحيث إذا تَعَرّضت هذه الخلايا للتلف او الموت فلَيْسَ ثَمّــة بديل لها؛ وهذا ما يُعَرّض له كَبِيريّ السِـنّ في أمراضْ مثل (مرض الشيخوخه) والامراض العصَبيّة الاخرى.

تعتمد فكرة التِقَنِيّـة على إستخدام المجال الضَوئيّLight Field من خلال تطبيق مبدأ Guassian Beam و تَضمين Optical Line Traps. بحيث تُقوم خطوط الحِزم الضوئِيّــة المُنبَعِثَة بِــ بذل جُهدٍ مِيكانِيكيً داخل النِظام الخَلَويّ Cellular System. هذا الجهد او هذه الطاقَة الخارِجِيّة تعمل كَــ مُؤَثّر في توجِييه نمو الخلِيّة العَصَبيّـة-Neuron- على الرُغمِ منْ أنّ هذه التِقَنِيّــة تبقى مجهولةِ التَفاصِيِل او بالأصح مجهولة السلوكِ الفِعليّ!

يقول الدكتور كارنيج:
"علينا أن نفهم التقنيّة او الآلية التي يُؤثّر بها هذا الحقل الضوئيّ على سلوكِ الخَلِيّة العصَبيّة، والذيّ يقوم بتحفيز وتوجِيه نموها."

ولقد لاحظ العُلمـاء، أنّه اثناء عملية نمو-Neuron-، فإنّ هذه الخَلِيّـة العَصَبيّـة تقوم بإرسال المعلومات العَصَبِيّــة عبر الـــ Filopodia (وهي عبارة عن نتوء صغير يَنشأ منْ نمو Neuron Cone-- وتسمى بالمنطقة النامِيّة من الخليّة العصَبيّة.

بالتالي يعمل الحقل الضوئيّ على تنشيط هذه المناطِق بفعل تأثير الحقل الضوئيّ نتيجـة الإهتِزازات المُتَوَلِّدة من الحِزم الضوئِيّــة؛ عامِلاً بِذلك على إستِحثاث نمو الخلايـا العصَبيِّــة وإعـادة تَنظِ]م وإصطِفاف هذه الأطراف العصَبِيّــة. هذه العملية تعمل على زيادة نمو وإسِتطالة الخليّة العصَبيّة على طول الحزمـة الضوئيّة.

وقد فسّر العالم كارينج ذلك بقوله؛ ان الليزر يعمل على خلق جهد ميكانيكيّ- Torque – يُؤثر على Filopodia جاعِلاً إياها في نفس الاتجاه للحزمة الليزريّة. وقد تم إخضاع التجربة الى التحليل النظري بحيث تتحكم في سلوكها الممُعادلات الرياضيّة؛ وذلك في مُحالوةلفهم آلية تأثير هذا الجهد الكهروضوئيّ على الخليّة العصَبيّة.

ولقد تم إجراء هذه التجارب على بعض الخلايا الأوليّــة، وسوف يتم تطبيقها على الخلايا الحيوانيّــة على أمل الحصول على نتائج عمليّة تُبَشّر في فتح آفاق جديدة في الطب، خصوصاً في إعادة الأمل لــِ ذويّ الأحتياجات الخاصّة، والمُصابين بالشلل بفعل الحوادث، والامراض التيّ تحتاج علاجاتها الى اعادة تجديد وترميم الخلايا العصَبيّة والتي كانت في السابق تُعتَبر ضرباً منَ المُسْتَحيل.