Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om zenuwcellen in het brein met behulp van licht te activeren. Dat biedt mogelijkheden!

Het is niet voor het eerst dat wetenschappers zenuwcellen activeren. Dat wordt namelijk al volop gedaan. Alleen worden daar nu elektroden voor gebruikt. Die methode is soms nogal ingrijpend, omdat de elektroden in het brein moeten worden geïmplanteerd of op de schedel moeten worden geplaatst. Een ander groot nadeel is dat deze methode een beetje ‘lomp’ is. De elektroden zijn namelijk niet in staat om één cel te activeren, maar hebben altijd invloed op meerdere cellen.

Alzheimer
Wetenschappers zouden graag op een minder ingrijpende manier één cel of ten minste één soort cel activeren. Dat laatste is belangrijk. Want door specifieke zenuwcellen in en uit te schakelen, kan de functie ervan precies achterhaald worden. En daarmee kunnen we weer meer leren over diverse afwijkingen in de hersenen. Denk bijvoorbeeld aan Alzheimer of Parkinson.

Stapje dichterbij
Wetenschappers schrijven nu in het blad Biomedical Optics Express dat ze een stapje dichter bij een precieze en minder ingrijpende methode om zenuwcellen te activeren, zijn gekomen. Hoe? Zij maakten gebruik van licht. En ook dat is niet helemaal nieuw. In het verleden hebben wetenschappers met licht al cellen geactiveerd. Maar die cellen moesten daarvoor wel eerst genetisch worden aangepast. En ook dat is niet ideaal.

Methode
De wetenschappers hebben nu echter een methode gevonden om cellen – zonder dat deze te hoeven worden aangepast – gestimuleerd kunnen worden. Ze maakten daartoe gebruik van kwantumdots (zie hieronder) In kwantumdots zitten elektroden gevangen. Wanneer deze worden blootgesteld aan licht, geven de kwantumdots een elektrische lading af. De onderzoekers brachten een kwantumdot heel dicht bij een cel en stelden de kwantumdot bloot aan licht. Deze gaf een elektrische lading af en die elektrische lading zorgde er weer voor dat de cel gestimuleerd werd.

Afbeelding: Jiang et al., Chem. Mater., 2006, 18 (20), pp 4845–4854

Brein
De onderzoekers probeerden de techniek eerst uit op prostaatkankercellen. Daarna volgden zenuwcellen uit het brein. En de experimenten verliepen zoals gehoopt. “Het is mogelijk om de activiteit van zenuwcellen en andere cellen op afstand te controleren door licht te gebruiken,” concludeert onderzoeker Lih Y. Lin in een persbericht.

Vooralsnog beperken de experimenten zich tot cellen buiten het lichaam. Maar om onderzoek te kunnen doen naar ziekten, moet de methode ook bij levend weefsel werken. Daarvoor moet het oppervlak van de kwantumdots worden aangepast. Ook moet ervoor gezorgd worden dat de kwantumdots niet langer giftig zijn. Er is dus nog werk aan de winkel, maar de eerste stappen zijn veelbelovend.