深脑刺激研究表明,治疗帕金森病的有希望的结果

脉冲电刺激驱动神经调节

脉冲电刺激驱动细胞型特异性神经调节。信用:瑞秋Keady Keeney

卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的研究人员发现了一种使脑深部刺激(DBS)更精确的方法,其治疗效果比目前可用的方法更持久。这项由卡耐基梅隆大学吉蒂斯实验室的Aryn Gittis及其同事领导的工作,将极大地推进帕金森病的研究。

DBS允许研究人员和医生使用植入大脑中的薄电极向控制运动的大脑的一部分发送电信号。这是一种有助于控制身体中不需要的运动的证明方法,但患者必须接受持续的电气刺激,以减轻症状。如果刺激器关闭,则症状立即返回。

Gittis是神经科学学院梅隆科学学院生物科学副教授,表示新的研究可能会改变这一点。

“通过寻找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。”

Gittis设置了这一治疗方法的基础2017年,她的实验室在大脑运动回路中发现了特定类别的神经元,可以针对这些神经元,为帕金森模型中的运动症状提供持久的缓解。在这项工作中,实验室使用了光遗传学,一种利用光来控制转基因神经元的技术。然而,光遗传学目前还不能用于人类。

从那以后,她一直在努力寻找一种更容易被患有帕金森病的患者转化的策略。她的团队发现了一只新的DBS协议在老鼠中找到了使用的新DBS协议,这些协议使用短暂的电刺激爆发。

“这是对其他现有治疗的重要进步,”Gittis说。“在其他DBS协议中,一旦转动刺激,症状就会回来。这似乎提供了更长的持久益处 - 比传统DBS长4倍。“

在新的协议中,研究人员靶向Globus pallidus的特异性神经元群,基底神经节的大脑面积,具有短的电刺激爆发。Gittis表示,研究人员多年来一直在努力寻找以这种细胞类型特定方式提供刺激的方法。

“这个概念并不新鲜。我们使用“自下而上”的方法来驱动细胞类型的特异性。我们研究了这些细胞的生物学,并俄罗斯比利时赔率确定了驱动它们的输入。我们找到了一个最佳点,使我们能够利用潜在的生物学,”她说。俄罗斯比利时赔率

本文第一个作者Teresa Spix说,虽然有许多强有力的理论,科学家们尚未完全理解为什么DBS工作。

“我们有点和黑匣子一起玩。我们尚未理解那里的每一件作品,但我们的短暂突发方法似乎提供了更大的症状浮雕。模式的变化让我们差异地影响细胞类型,“她说。

Spix捍卫了她的博士学位。7月,对临床研究的直接连接感到兴奋。

“很多时候,我们这些在基础科学研究实验室工作的人并不一定与实际的病人有很多接触。这项研究从非常基本的电路问题开始,但在不久的将来,它可以帮助病人。”斯皮克斯说。

接下来,匹兹堡的Allegeny Health Network(AHN)的神经外科医生将在人类的安全和耐受性研究中使用Gittis的研究。Ahn的神经外科医生Nestor Tomycz表示,研究人员很快将开始对具有特发性帕金森病的患者的随机,双盲交叉研究。患者将被遵循12个月以评估帕金森病的疾病症状和不良事件频率的改善。

“Aryn Gittis继续进行惊人的研究,阐明了我们对运动障碍中的基底神经节病理的理解。我们很高兴她对脉冲刺激的研究显示了改进DBS的潜力,DBS已经是一种行之有效的帕金森病治疗方法。”Tomycz说。

AHN的首席医疗官唐纳德·怀廷(Donald Whiting)是美国使用脑起搏器最重要的专家之一,他说,新协议可能为实验性治疗打开大门。

“Aryn正在帮助我们在动物模型中强调一些事情,这些事情将会改变我们为病人所做的未来。实际上,她在未来几十年的研究中帮助发展帕金森患者的护理治疗。”怀廷说。

Tomycz同意了。“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。”

参考:“人口特异性神经调节延长了深脑刺激的治疗益处”2021年10月8日,科学
DOI:10.1126 / science.abi7852

该研究的其他共同作者是Shruti Nanivadekar,Noelle Toong,Irene M. Kaplow,Brian R. Isett,Yazel Goksen和Andreas R. Pfenning。

这项研究由理查德·金·梅隆基金会、莱恩研究员计划、迈克尔·j·福克斯基金会和美国国立卫生研究院资助。

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