以前未被发现的脑脉冲可能有助于电路在废弃和损伤中存活下来
一位神经科学师的霓虹灯粉红色ARM铸造了他和研究员在华盛顿大学医学院的研究人员在圣路易斯发现以前在固定疾病或受伤后激活的人脑中的未检测到的神经元脉冲。
脉冲出现在MRI扫描上用于测量神经科学家的大脑活动,后来,两个额外的成年人,其武器在铸造中。研究人员将这些MRI图像与科学家们在武器之前和之后进行了比较。
扫描结果显示,如果一个人戴上了阻碍该区域运动的石膏,48小时内,负责身体特定区域运动的大脑主要回路就会断开。同样在这段时间,“废弃脉冲”出现维持神经活动并允许主马达电路重新激活如果和当行动恢复通过物理治疗。
研究结果于6月16日在线发表神经元,为大脑的数十亿个神经元细胞提供线索,这些细胞传播神经冲动 - 可以在伤害或疾病后重新缠绕和恢复途径。了解这种弹力背后可能导致新疗法对肢体破裂或从中风或其他固定条件恢复。
神经学助理教授、医学博士、高级作者Nico Dosenbach说:“神经学中存在很多情况,当一个人不用胳膊或腿时,大脑回路就会持续一段时间。”“为了给病人提供最好的治疗,特别了解大脑功能发生了什么变化是很重要的。对这些回路的准确理解和绘制可能会促进治疗失去肢体功能患者的进步。”
2015年,dosenbach——也是职业治疗、儿科、放射学和生物医学工程的助理教授——戴了两周的粉色石膏,尽管事实上他并没有受伤需要石膏。ob体育开户网址他的目标是利用大脑成像技术收集高质量的数据,以评估控制运动的神经网络。
多森巴赫在圣路易斯儿童医院治疗的许多患者都有活动受限的情况,导致他们倾向于偏袒身体的一侧。一种常见的治疗方法是约束诱导运动疗法,也被称为强迫使用疗法,它用石膏固定主臂,迫使儿童使用受损的手臂。
“我的目标是更好地了解我在治疗过程中的病人的经历,虽然我承认他们因其残疾而对他们更加困难,”洛森巴赫说。
他还想确定个体神经变化发生的时间线。通常,科学家们从几十个人那里收集核磁共振数据,并将其平均。“但我并不想这么做,因为每个人的大脑在解剖学上都是不同的,当MRI数据平均后,所有的数据都变得模糊起来,”Dosenbach说。
所以Dosenbach决定在他惯用的右臂上戴上玻璃纤维石膏。它从他的指尖一直延伸到肩膀下方。那是粉红色的,那是他两岁的女儿迈克最喜欢的颜色。
他在炎热的潮湿夏天穿着它。它瘙痒。这是尴尬的。他必须学习如何用一只手改变尿布。
每天,他都会在黎明前起床,僵硬地躺上30分钟,进行静息状态功能核磁共振(MRI)检查。他这样做了两周,他的手臂打了石膏,前后两周都是这样。
在这六周中,Dosenbach还在两只手腕上都佩戴了加速计,以跟踪他在完成基本任务(如写作和移动物体)时手臂的运动强度。
“这并不糟糕,只是令人不快,”Dosenbach回忆道。“但是立即,我注意到我的右臂变得更糟,我的左手变得更加强大。它比我们任何人都更快。”
核磁共振数据显示,大脑变化发生在48小时内。此外,研究人员测量到,在他戴石膏的两周内,他右臂的握力从124磅下降到90磅。
“一旦我的演员被删除,我的右手开始变得更强壮,”斯多森巴赫说。“我的左边也回到了以前的角色。”
对这种弹性感到惊讶的是,Dosenbach和该研究的第一作者,医学博士和博士生Dillan Newbold,对两名“以一种好的方式疯狂”的科学家进行了相同的实验——一名科学家穿着荧光黄色的衣服,上面涂着涂鸦,另一名穿着森林绿色衣服,让人回忆起童年露营的记忆。
利用静置状态的功能性核磁共振扫描,研究人员确定并测量了每个人大脑中控制铸型手臂的精确区域,检查了每个人超过20小时的记录。这些技术使研究人员能够发现和表征脉冲。
他们的核磁共振数据与Dosenbach的数据几乎一致。研究结果表明,不使用每只手臂会导致受影响的神经元在两天内与大脑运动系统的其他部分断开连接。Newbold的分析显示,在石膏被磨损的整个过程中,自发的脉冲在废弃的电路中保持着活动,直到神经元重新激活,恢复了活动能力。
“发现自发脉冲令人难以置信,”纽波尔说。“人们可以一动不动,但当它没有使用时,他们的神经元似乎保护大脑免受完全脱离。需要更多的研究,但由于临床意义,这是研究中最激动人心的部分。”
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