NAT.NEUROSCI.首次报道:微创神经疾病诊疗设备

【字体: 时间:2017年06月23日 来源:生物通

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  意大利Istituto Italiano di技术(IIT)和哈佛大学医学院合作在6月19日的《NAT.NEUROSCI.》发表文章,为神经障碍研究和治疗方法开辟了新道路。

  

生物通报道:近两年,精神、神经疾病越来越受人关注,科学家们发现许多疾病都与神经系统有着千丝万缕的关系。开发微创、非侵入、无副作用的物理手段,有效控制颅腔内深部脑区已然成为研究学者们的必争之地。

中枢神经系统(CNS)是神经系统的主要部分,包括脊髓和脑。它像一部精致运转着的超级计算机,处理外界环境和身体内部生理信息。

意大利Istituto Italiano di技术(IIT)和哈佛大学医学院合作在《NAT.NEUROSCI.》发表文章,为神经障碍研究和治疗方法开辟了新道路。

一种新型光学微探针能以非常精准的方式将光线投射到所选区域(中枢神经系统内大面积区域或特殊位点)从而控制大脑电活动。该研究团队率先向低侵袭性精神疾病和神经变性病诊断/治疗设备迈出了关键一步。


当代光遗传学的一个主要限制是很难让光线以无创并可控的方式散入脑内,原因很好理解,人体组织不透光。

科学家们想克服这项极限。

尖端约500nm的锥形光纤构成的微探针,比神经元细胞微小20倍。不移动设备,光束也能照射到大脑特定区域。该装置通用性极强,光强度、光颜色、位置、方向和照射频率都可调。

由该探针组成的微创设备,可访问动物模型大脑皮层区,照亮空间分离神经元电化学活性和运动控制相关效应之间的环节。事实上,它允许多个神经微电路被同时激活或抑制,为深脑光刺激模式树立了新标杆。


左边是探针插入示意图(绿色代表纹状体),右边是表达ChR2的小鼠脑部(蓝色代表光照区域,红色代表有c-Fos表达)

这种入侵性极低的装置,能直接干预大脑、实现活动监测和正常功能恢复。该版本微探针将可能成为未来神经系统疾病和神经退行性疾病新一代治疗和修复装置的始祖。

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原文标题:Dynamic illumination of spatially restricted or large brain volumes via a single tapered optical fiber

延伸阅读:Cell发布重大成果:无创刺激大脑深部区域

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