Ученые из Лондона создали миниатюрные датчики силы для изучения развития мозга и спинного мозга у куриных эмбрионов. Исследование опубликовано в Nature Materials. Разработка поможет лучше понять причины врожденных пороков развития, таких как расщепление позвоночника.
Силы играют ключевую роль в формировании органов и тканей эмбриона. Врожденные пороки спинного мозга встречаются примерно у одного из 2000 новорожденных в Европе. До сих пор их причины изучали с помощью генетики и молекулярной биологии, но этого недостаточно.
Новая методика позволяет измерять физические силы, действующие на ткани во время развития эмбриона. Однако спинной мозг эмбриона очень мал и нежен, поэтому датчики силы должны быть такими же миниатюрными и мягкими.
Ученые создали 3D-печатные датчики шириной всего 0,1 мм и поместили их непосредственно внутрь развивающейся нервной системы куриного эмбриона. Датчики изначально находятся в жидком состоянии. Под воздействием лазера жидкость превращается в твердый материал, похожий на пружину. Этот материал прикрепляется к растущему спинному мозгу эмбриона и деформируется под действием сил, создаваемых клетками эмбриона.
Датчики позволили ученым измерить крошечные силы (около одной десятой веса человеческой ресницы), которые необходимы эмбрионам для формирования спинного мозга. Для нормального развития эмбриона эти силы должны превышать противоположные негативные силы. Измерение этих сил позволит ученым разрабатывать лекарства, которые могут помочь увеличить положительные силы или уменьшить негативные, чтобы предотвратить врожденные пороки развития.
