Ключевым элементом метода выступает лазерный луч: он стимулирует образование в тканях синглетного кислорода. Хотя эту форму активного кислорода обычно связывают с повреждением клеток, ученые доказали, что в безопасной, нетоксичной концентрации она способна выполнять роль сигнальной молекулы и влиять на тонус сосудов головного мозга.
В ходе эксперимента исследователи применили лазер с длиной волны 1267 нанометра - при этом использование фотосенсибилизаторов не требовалось. Под действием излучения в астроцитах (клетках, поддерживающих работу нервной ткани и участвующих в контроле кровотока) возрастала концентрация кальция, тогда как нейроны практически не реагировали на воздействие.
Рост уровня кальция в астроцитах запускает цепочку событий: клетки выделяют АТФ, который воздействует на рецепторы соседних клеток. Так распространяется согласованная кальциевая волна, сосудистые стенки расслабляются, а сосуды расширяются. В итоге нужный участок мозга получает больше крови и кислорода.
Примечательно, что описанный механизм регуляции сосудистого тонуса не зависит от оксида азота - одного из главных известных регуляторов этого процесса. Кроме того, при выбранных параметрах воздействия клетки не повреждаются.
Ученые считают, что их открытие может лечь в основу новых подходов к точечному управлению мозговым кровотоком и послужить базой для дальнейших исследований в области лечения сосудистых нарушений.