Журнал наномедицинских и биотерапевтических открытий
Открытый доступ

Абстрактный

Возможно возбуждение передачи нервных сигналов в мозге для терапии рака

Арвидас Тамулис

Нейтральные радикальные молекулы ацетилхолина (ACh) играют важную роль в передаче периферических нервных сигналов и в процессах центральной нервной системы, которые связаны с сознанием, но также могут использоваться для терапии опухолей мозга и других отделов нервной системы. Молекулярный комплекс, содержащий две молекулы ACh и фотоактивную молекулу гиперицина (в центре рисунка) в ацетонитриле или в среде молекул воды, исследовался с использованием квантово-механических методов различных функций плотности. Во время исследований в Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) основное внимание уделялось построению квантового компьютера на основе регулярных массивов, созданных из нейтральных радикальных молекул, обладающих одним неспаренным электронным спином. Идея была основана на способности манипулировать отдельными электронными спинами в твердой матрице или решетке. Было высказано предположение, что самоорганизующиеся монослойные системы могут быть использованы для создания макроскопического ансамбля квантово-запутанных 3-спиновых групп в качестве первого шага в квантовой обработке информации. Спины такой группы могут быть связаны диполь-дипольными квантовыми связями. Применение неоднородного внешнего магнитного поля может позволить избирательно возбуждать каждый спин внутри группы. Правильная последовательность резонансных электромагнитных импульсов затем приведет все спиновые группы в 3-спиновое запутанное состояние. Мы обнаружили самосборку четырех нейротрансмиттерных молекулярных комплексов ACh в среде молекул воды, используя оптимизацию геометрии с помощью метода DFT B97d. Эти комплексы организуются в регулярные массивы молекул ACh, обладающих электронными спинами, т. е. квантовыми информационными битами. Эти спиновые массивы потенциально могут контролироваться применением неоднородного внешнего магнитного поля и присоединением молекул к массивам ACh с правильным выбором параметров g-тензора. Правильная последовательность резонансных электромагнитных импульсов затем приведет все спиновые группы в 3-спиновое запутанное состояние и выполнит крупномасштабные квантовые информационные биты. Расчеты с использованием зависящих от времени методов функционала плотности PBE0 и PBEh1PBE с базисным набором TZVP показывают, что максимум возбуждения светом должен быть в области 660-650 нм в зависимости от различных молекулярных сред. Это позволяет возбуждать передачу нервных сигналов в мозге или других нервных системах для терапии рака.