Cell 子刊:检查大脑 “电路连接 “帮助治疗帕金森病

来源:药明康德 / 作者: / 2017-02-13
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如果电器出现了问题,那么找出故障的最好方法就是检查流过电器中每个部件的电流,这样就可以迅速找到出现缺陷的元件。而最近一项来自美国斯坦福大学的研究显示,同样的方法可以应用到人的大脑上,用来帮助诊断和治疗帕金森病等神经疾病,这项研究发表在了最近的《细胞》子刊《Neuron》上。

帕金森病是一种影响患者运动功能的神经退行性疾病,在中国有一百多万名患者。帕金森病最显著的一个症状是无法控制的震颤。神经科学家们知道这是由于大脑中控制运动功能的神经回路出现了故障所致,但是却不知道是回路的哪一部分的缺陷导致了整个回路的故障。

斯坦福大学 Jin Hyung Lee 教授和她的团队使用了两种工具来研究大脑的神经回路,就像寻找电路中的缺陷元件一样寻找神经回路中的缺陷。其中第一个工具是光遗传学,它可以通过改造某些特定的神经细胞并用光照将其激活。第二个工具是脑功能磁共振成像(fMRI),它可以通过测量大脑中的血流来监测大脑中的活跃部分。当大脑中的某个部分处于活跃状态时,流经这个部分的血流就会增加,并被脑功能磁共振成像记录到。当科研人员将这两项技术结合起来,通过光遗传学激活特定的神经元,然后就可以观察到大脑中被这些神经元激活的部分。通过激活不同的神经元,就可以逐步记录并绘制出大脑中的 “电路图”,并且知道这些神经回路的功能。

Lee 博士的团队率先将这种方法应用到了帕金森病的大鼠模型中,探索了两种已知的与帕金森病相关的神经细胞。他们发现,其中一种神经细胞能够激活一个增加运动的神经回路,而另一种神经细胞则激活一个减少运动的神经回路。他们随后设计了一个电脑程序用于描绘这两个神经回路的线路图和具体功能。

Lee 博士表示:“这是第一次有人展示来自不同神经回路的神经细胞可以产生完全相反的效果,这项发现有望改善帕金森病的治疗方法。”

对于许多帕金森病患者来说,有一种称之为深部脑刺激的手术可以帮助控制震颤的症状。深部脑刺激是在大脑中植入一个小型电极,通过向那些与帕金森病有关的神经细胞发出电信号来减少震颤。而通过 Lee 博士的这项研究成果,如果能够更清楚地了解这些神经回路如何工作,可以引导深部脑刺激更精准地刺激受影响的神经细胞,从而达到更好的疗效。

而 Lee 博士的团队并不满足于此,他们认为,可以将这个方法扩展到研究大脑中许多其他功能的神经细胞和神经回路上,用于帮助更多的神经疾病患者。

参考文献: Studying Brain Circuit Function with Dynamic Causal Modeling for Optogenetic fMRI

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好水啊!没有什么实质的结果

天天有发现,运用到临床才是真

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