系统使用光刺激来调节脑波

研究人员已经开发出一种系统,使用光刺激调节脑波。这种探索的可能的治疗开辟了新的途径,疾病如癫痫、帕金森综合症和偏头痛。

包含led的团队设计了一个小的植入,这是直接放置在大脑传递光。同时,细胞内的大脑发生改变,使用基因治疗,让他们对光线很敏感。

摘要发表在今天自然生物医学工程,热心的团队(控制异常网络动力学与光遗传学)证明他们的技术成功地压抑异常脑电波,像癫痫发作。

这种技术的闭环光学神经刺激可能适用于治疗神经疾病和也暗示了改变的关注和嗜睡。

证据原则的研究在计算机模型进行了测试,在片老鼠大脑和两个anesthetised灵长类动物。

对抗干扰脑电波

在大脑中,神经细胞生成有节奏的活动或“脑电波”。In many neurological diseases these rhythms are disrupted, producing abnormal patterns of activity. For example, in epilepsy, abnormal activity can often be localized to a small "focus," which then spreads causing a seizure.

在研究中,一些大脑细胞改变使用基因疗法使他们对光线敏感,称为光遗传学。然后植入不断监视脑电波通过电极和提供精确计时的刺激激活发光二极管。

由于光线不干扰敏感的电子记录,研究团队能够开发一个“闭环”控制的大脑活动模式的活动不断监视控制准确的交付时间光大脑持续的反馈回路。杰克逊教授,纽卡斯尔大学生物科学研究所的领导这项研究,解释说,“有点像推着秋千在不同弧,闭环系统允许我们促进或抑制脑电波。”

通过这种方法的团队能够调节的强度异常脑电波模式,换句话说,减少癫痫发作的严重程度。

杰克逊教授说,“我们已经能够证明有效调制当地的大脑活动在一个非人类的灵长类动物可以获得使用植入的led。

“这是一个重要的发展是使用一个小的植入大脑中调节异常活动开辟了一个可能的替代治疗。

“虽然我们的项目是关注癫痫这种发展提供了一个方法促进或抑制在特定频率的脑电波,可能有助于理解和治疗其他疾病如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。”

光遗传学

光遗传学是一种自然发生的基因疗法光敏蛋白质研究一种叫视蛋白。这些蛋白质,可以发现在所有类型的生活,当光照射的时候改变形状。事实上,它是我们的眼睛,使我们的视蛋白。

有许多类型的视蛋白和某种形式的渠道或泵内部和外部之间的细胞。闪亮的光在这些视蛋白导致带电原子或离子进出细胞。流动的带电离子生成电流,起到关键作用的大脑细胞相互沟通。视蛋白可用于打开或关闭通信,从而影响的大脑活动模式。

虽然在我们的眼睛让我们看到视蛋白,他们不自然地发生在大脑。使用视蛋白治疗癫痫,我们需要一种方法来将他们安全地引入到特定的细胞在大脑中。这是现在可能与基因治疗技术。

基因治疗

早在1966年,科学家们认识到病毒拥有属性,可能是有用的在提供基因进入细胞。病毒是一个小的传染病,需要另一个活细胞复制。病毒进入细胞并指导细胞的机械本身的新副本,导致感染扩散。

相比之下,修改后的病毒载体在基因治疗复制有用的研究一种像视蛋白的蛋白质。它通过引入一种新的遗传密码进入细胞,其中包含的指令视蛋白。重要的是,这段代码不包含指令制造更多的病毒,因此,病毒载体是传染病和不能传播。此外,遗传物质只有插入大脑细胞不会传递给未来的孩子。

Optogenetic基因疗法已经在人类身上进行试验,送到眼睛作为一个潜在的治疗失明。但在人类大脑中的任何optogenetic疗法测试必须证明病毒载体和视蛋白的蛋白质不是有害的,热心的团队继续看他们当前的啮齿动物研究的长期安全。