Nanoroboty sterowane myślą mogą dostarczać leki do mózgu

Dostarczanie leków dokładnie tam, gdzie są potrzebne, to niełatwe zadanie. Podanie doustnie, a nawet dożylnie, zwykle prowadzi do ich rozcieńczenia we krwi i wyraźnych efektów ubocznych.

Izraelscy naukowcy z interdyscyplinarnego centrum w Herzliyi oraz uniwersytetu Bar Ilan w Ramat Gan opracowali teraz system pozwalający precyzyjnie kontrolować aktywność leków w organizmie. Zbudowali z DNA nanoroboty mające kształt pojemników. Leki pozostają w ich wnętrzu. Roboty są wyposażone w "bramkę” z zamkiem z nanocząsteczek tlenku żelaza. Zamek otwiera bramkę, gdy zostanie ogrzany za pomocą energii elektromagnetycznej. Wówczas lek uwalniany jest do otoczenia – procesem tym można sterować, zamykając i otwierając bramkę.

Aby nanoroboty reagowały na myśli człowieka, naukowcy zastosowali komputerowy algorytm odróżniający aktywność EEG mózgu związaną z wykonywaniem działań arytmetycznych od aktywności typowej dla odpoczynku.

Następnie do nanorobotów załadowano fluorescencyjną substancję i wstrzyknięto je karaluchowi umieszczonemu wewnątrz cewki elektromagnetycznej.

Osoba podłączona do aparatury EEG na prośbę badaczy na przemian wykonywała w pamięci działania arytmetyczne lub odpoczywała. Sygnał z aparatury EEG interpretowany przez komputer sterował cewką elektromagnetyczną, włączając prąd podczas obliczeń i wyłączając w spoczynku.

Śledząc świecenie wewnątrz ciała karalucha naukowcy wykazali, że metoda działa. Komputerowy algorytm można przekształcić tak, aby śledził inne rodzaje aktywności mózgu – na przykład związane z ADHD, depresją czy schizofrenią. Zdaniem autorów badań technologia może znaleźć zastosowanie w leczeniu tego rodzaju zaburzeń – patologiczna aktywność mózgu powodowałaby uwalnianie leku, zaś powrót do normy hamowałby je, minimalizując skutki uboczne.

Odpowiednio dostosowując nanoroboty (na przykład za pomocą umieszczonych na ich powierzchni cząsteczek wiążących się z określonymi receptorami) można by ograniczać ich aktywność do określonych komórek, nie narażając innych tkanek na działanie leku.
Na razie technologia nie jest gotowa do zastosowania u ludzi – przede wszystkim potrzebne jest małe, przenośne urządzenie monitorujące aktywność mózgu i w razie potrzeby aktywujące cewkę wbudowaną w smartwatcha. Można by także świadomie powodować uwolnienie laku – poprzez specyficzny sposób myślenia.

Jeden z autorów publikacji, Sachar Arnon z Interdyscyplinarnego Centrum w Herzliyi przewiduje wręcz, że teoretycznie możliwe byłoby nawet uwolnienie w ten sam sposób - za pomocą myśli - optymalnej dawki alkoholu: poprawiającej nastrój, ale bez szkody dla oceny sytuacji i poczucia równowagi.