新的DBS方案对小鼠有持久的影响

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一个脑深部电刺激(DBS)协议,以特定的神经细胞或神经元为目标,在小鼠模型中产生长期的影响帕金森病

新方案使用短暂的电刺激,比传统的DBS效果持续了几个小时。

这项研究中,“人群特异性神经调节延长深部脑刺激的治疗效益的文章发表在该杂志上科学宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学的一组研究人员发现。

对于药物治疗无效的帕金森患者,可以考虑手术治疗。最常见的外科治疗方法是DBS,它使用一种名为神经刺激器的电池供电设备(植入在锁骨下方或腹部),将电信号发送到植入大脑深处的非常细的导线上。

运动症状帕金森氏症的发病机制是当大脑中控制运动(以及它们所传递的电信号)区域的神经元丢失或不能正常工作时。DBS被认为可以中断大脑中这些异常的信号通路,并挽救运动功能。然而,DBS只有在有刺激的情况下才会起作用,而且它也有副作用。

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研究人员写道:“DBS能显著改善帕金森病的症状,但不能区分神经元回路,如果刺激停止,其效果会迅速衰减。”

该研究的主要作者Aryn Gittis博士在一份报告中说:“通过找到一种具有长期影响的干预方法,我们希望能大大减少刺激时间,从而最大限度地减少副作用,延长植入物的电池寿命。新闻稿

研究人员假设,针对特定的神经元组可以使DBS更加精确和持久。

他们使用光遗传学这项技术利用光来控制经过基因改造的神经元,使其对光敏感,从而开发出一种新的电刺激方案。

他们集中研究了大脑外苍白球区域的两组神经元:一组表达一种名为parvalbumin的蛋白质,另一组表达一种名为limi -homeobox-6的蛋白质。短暂的电刺激被用来同时刺激两组——刺激前者和抑制后者——在帕金森病小鼠模型中。

兴奋性和抑制性信号负责维持足够的刺激大脑神经细胞。从一个神经细胞传递到另一个神经细胞的兴奋性信号使后者更有可能发出电信号,而抑制性信号使后者不太可能发出电信号。这是大脑中神经细胞之间交流的基础。

“与其他现有的治疗方法相比,这是一个巨大的进步,”Gittis说。“在其他的DBS方案中,一旦你关闭刺激,症状就会卷土重来。这似乎提供了更持久的好处——至少是传统DBS的四倍。”

该研究的第一作者,Teresa Spix博士说:“我们还不清楚那里发生了什么,但我们的短脉冲疗法似乎提供了更大的缓解症状的方法。”“很多时候,我们这些在基础科学研究实验室工作的人不一定与实际患者有很多接触。这项研究从非常基本的电路问题开始,但在不久的将来可以帮助患者。”

匹兹堡的一组神经外科医生阿勒格尼卫生网络(AHN)将把Gittis的发现转化为一项针对特发性(或不明原因)帕金森患者的为期一年的临床研究。

其目的是评估新方案的安全性、耐受性和有效性。这项研究预计很快就会开始。

“Aryn [Gittis]正在帮助我们强调动物模型将改变我们为患者所做的事情的未来,”AHN首席医疗官Donald Whiting医学博士说。“在接下来的几十年里,她实际上是在帮助发展帕金森患者的护理治疗。”

AHN的神经外科医生Nestor Tomycz博士补充说:“这项工作真的将有助于设计我们在大脑中使用的未来技术,并将帮助我们为这些患者获得更好的结果。”

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