Tác động của sóng Terahertz lên hệ thần kinh như thế nào?

Sóng terahertz có thể ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương và hành vi động vật, gây ra các tác động khác nhau tùy thuộc vào tần số và cường độ của bức xạ. Các nghiên cứu cho thấy chúng có thể tác động đến cấu trúc tế bào, kênh ion, và biểu hiện gen trong tế bào thần kinh, dẫn đến những thay đổi trong hoạt động của hệ thần kinh. Cụ thể như thế nào hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Sóng Terahertz là gì?

Sóng Terahertz (THz) là sóng điện từ có dải tần số từ 0,1–10 THz (1 THz = 10 ¹² Hz) và bước sóng từ 0,03–3 mm ( Hình 1 ). Do các hệ thống tạo, truyền và phát hiện sóng THz còn chưa hoàn thiện nên dải tần này từng được gọi là “Khoảng cách THz” trong quang phổ điện từ ( Globus, 2016 ; Smye và cộng sự, 2001 ).

Tác dụng của sóng Terahertz đối với bệnh nhân và mô hình động vật mắc bệnh thần kinh

Phần 1

Hệ thần kinh dễ bị kích thích ngoại sinh của sóng Terahertz hơn, do cơ sở điện sinh học của hoạt động chức năng. Liệu pháp THz có thể được sử dụng trong nhiều tình trạng thần kinh khác nhau; để cải thiện các triệu chứng bệnh hoặc cứu vãn các bệnh lý của bệnh; theo cùng một cách như liều vật lý trị liệu.

Ví dụ, Reukov và cộng sự đã điều trị cho những bệnh nhân bị đột quỵ do thiếu máu cục bộ cấp tính bằng cách sử dụng bức xạ hồng ngoại; được điều chế theo tần số THz Sóng THz được sử dụng để kích thích huyệt Bách Hội trên đỉnh đầu; đây là một trong những vùng quan trọng nhất để điều chỉnh hoạt động thần kinh mạch máu

Phần 2

Những bệnh nhân trong nhóm THz đã tỉnh lại và giải quyết các triệu chứng thần kinh; nhanh hơn những bệnh nhân trong nhóm đối chứng. Nhiệt độ mô không tăng quá 0,1°C trong toàn bộ quá trình chiếu xạ; cho thấy tác dụng phi nhiệt của liệu pháp sóng Terahertz. Cải thiện việc cung cấp oxy cho não bằng cách tăng thể tích oxy trong máu, thúc đẩy trẻ hóa tế bào thần kinh; đều là những cơ chế tiềm ẩn có thể mang lại kết quả có lợi cho liệu pháp xạ trị THz.

Phần 3

Trong cơ thể sống , oxit nitơ có thể cộng hưởng với sóng Terahertz do tia laser NO tạo ra với dải tần từ 150;176–150,664 GHz. Oxit nitric có thể điều chỉnh các quá trình sinh lý; bệnh lý và sinh hóa. Bức xạ THz có thể ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương và hiệu suất hành vi của động vật. Trong điều kiện căng thẳng, sóng Terahertz có thể ngăn ngừa hiệu quả những thay đổi trong hoạt động theo chiều ngang; và chiều dọc cũng như hành vi khám phá ở chuột đực. Ngược lại, chiếu xạ THz người ta thấy rằng sóng Terahertz gây ra chứng trầm cảm ở chuột

Những con chuột đực tiếp xúc với sóng Terahertz cường độ thấp vẫn; có thể duy trì khả năng khám phá tự nhiên của chúng. Tuy nhiên, khi tần số chỉ giảm xuống 144 GHz; những con vật thí nghiệm biểu hiện hành vi lo lắng, giảm cảm giác thèm ăn và thời gian ngủ; cũng như hành vi hung dữ.

Tác động của sóng Terahertz lên tế bào thần kinh

Olshevskaya và cộng sự đã báo cáo về sự thay đổi trong độ bám dính của màng tế bào; và cấu trúc sợi trục ở các tế bào thần kinh lymnaea stagnalis bị cô lập tiếp xúc với sóng Terahertz

Những thay đổi về cấu trúc ở màng soma; sợi trục và nón tăng trưởng đã được quan sát thấy sau khi chiếu sóng Terahertz vào cùng một tế bào thần kinh.

Các hiệu ứng bức xạ sinh học được mô tả ở trên chủ yếu xảy ra; trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển tế bào thần kinh. Các nón tăng trưởng của sợi trục chủ yếu bị phá hủy ở các giai đoạn sau; của quá trình phát triển sợi trục, phá vỡ các tiếp xúc của tế bào thần kinh.

Khi sử dụng cùng một tế bào thần kinh, người ta thấy rằng cái chết của tế bào thay đổi tùy thuộc; vào tần số và mật độ công suất của bức xạ THz .. Ở sóng Terahertz công suất cao; tế bào chết sau 2 giờ chiếu xạ với tần suất và thời gian chiếu xạ không đổi.

Mặt khác, bức xạ THz công suất thấp. đã cải thiện sự sống còn của tế bào. Tsurkan và cộng sự đã áp dụng bức xạ THz xung băng thông rộng vào hạch; cảm giác của phôi gà và thấy rằng 0,5 nhưng không phải 5 và công suất 50 μW/cm ² làm tăng tốc sự phát triển của hạch..

Khám phá sâu sắc về tác động và cơ chế của sóng Terahertz đối với các bệnh thần kinh

Tự thực, stress oxy hóa, viêm tế bào; và apoptosis tế bào có thể bị ảnh hưởng trong quá trình bức xạ THz. Người ta hy vọng rằng việc xem xét sâu sắc các sự kiện sinh học như tính thấm màng; và chết tế bào sẽ cung cấp hỗ trợ lý thuyết cho sự phát triển các ứng dụng y sinh học; sóng THz trong nhiều lĩnh vực.

Mặt khác, tác động của sóng Terahertz lên các mô sinh học có liên quan chặt chẽ đến loài mô sinh học; cũng như các đặc tính điện môi của chúng cũng như thành phần đại phân tử sinh học; hàm lượng nước và nguồn gốc của chúng.

Các nghiên cứu về sự hấp thụ và phân phối năng lượng THz nên được tiến hành trong tương lai; bằng cách sử dụng các đặc điểm điện môi của mô sinh học; hàm lượng nước; độ truyền, chiết suất và thành phần đại phân tử để làm sáng tỏ các đặc điểm tác động sinh học; và các cơ chế tương ứng của các sinh vật khác nhau và làm rõ cơ chế sinh học quan trọng.