Zaglądanie do środka głowy

Pokryte węglowymi nanorurkami elektrody przyczynią się do poprawienia możliwości obserwowania procesów, jakie zachodzą w mózgu. W znaczny sposób usprawnią również stymulację komórek nerwowych. Pracuje nad tym zespół lekarzy i badaczy ze szpitali uniwersyteckich i klinik w Teksasie. Zespołem kieruje prof. Edward Keefer. Amerykańscy badacze umieszczali elektrody w korze mózgowej uśpionych szczurów oraz w tym samym obszarze mózgu rozbudzonych małp makaków. Wyniki swoich eksperymentów przedstawili na łamach brytyjskiego prestiżowego tygodnika naukowego "Nature".

Obecnie lekarze i badacze zajmujący się fizjologią mózgu stosują do penetracji tego organu bardzo delikatne elektrody z wolframu i stali nierdzewnej. Za ich pomocą rejestrują aktywność elektryczną mózgu bądź pobudzają niektóre jego regiony. Na przykład elektrod takich używa się do leczenia niektórych chorób: parkinsona, epilepsji, w przypadkach depresji – aby znieść niektóre jej objawy, gdy z jakichś powodów inne metody terapeutyczne nie wchodzą w rachubę.

Elektrody nowej generacji są blisko tysiąc razy bardziej efektywne od dziś stosowanych

Problem jednak w tym, że takie elektrody stawiają zbyt duży opór. To sprawia, że rejestrowanie aktywności elektrycznej niektórych partii mózgu w praktyce na razie nie jest możliwe. Drugim ograniczeniem obecnie używanych elektrod jest ich stosunkowo niskie przewodnictwo, w rezultacie uzyskiwana za ich pomocą skuteczność leczenia (stymulowania mózgu) nie zadowala lekarzy i badaczy.

Pomysł na poprawienie tej sytuacji okazał się stosunkowo prosty. Naukowcy z Teksasu pokryli elektrody nanorurkami węglowymi połączonymi z dobrym przewodnikiem, jakim jest polimer.

Rezultaty okazały się spektakularne. Tak spreparowane elektrody są blisko tysiąc razy bardziej efektywne. – Ich skuteczność wzrosła tak dalece, że jakość informacji dostarczanych przez elektrody nowej generacji można przyrównać do przejścia od czarno-białego obrazu telewizyjnego, uzyskiwanego przy użyciu prymitywnej anteny, do obrazu kolorowego, wysokiej rozdzielczości, na dużym ekranie, uzyskiwanego za pomocą anteny parabolicznej – powiedział prof. Edward Keefer.

Stało się tak, ponieważ nanorurki poprawiły połączenie między elektrodami a stymulowaną strefą mózgu. Węglowe nanorurki odznaczają się – generalnie – dobrą biokompatybilnością, biodopasowaniem do neuronów, czyli komórek nerwowych.

Zanim ta nowa technologia znajdzie zastosowanie w szpitalach, konieczne jest przeprowadzenie kolejnych badań na zwierzętach. Wiemy już od pewnego czasu, że stosowanie w medycynie węglowych nanorurek może się wiązać z pewnym niebezpieczeństwem, ale jednak korzyści chyba przeważą. Zwłaszcza że w perspektywie jest współdziałanie żywych komórek z materią nieorganiczną – powiedział prof. Edward Keefer.

Nanorurki spowodują w XXI wieku nie mniejszy przewrót w technologii niż plastik w wieku XX. Już znajdują zastosowanie w elektronice (a ta z kolei praktycznie we wszystkich dziedzinach).

Między innymi, wykorzystując zdolności nanorurek do emisji elektronów, przy niskim napięciu, zbudowano kolorowe płaskie wyświetlacze graficzne. Stosując je w mikroskopie atomowym, dziesięciokrotnie zwiększono jego rozdzielczość, dzięki temu można obserwować białka i DNA.

Z nanorurek zbudowano pamięć mechaniczną. Powstały też nanopensety umożliwiające manipulowanie obiektami o średnicy kilkuset nanometrów (jeden nanometr równa się jednej miliardowej metra).