通过远程控制设备提供药物的大脑
一组研究人员开发了一种无线设备人类头发的宽度,可以植入大脑,激活通过远程控制提供药物。
技术,首次证明了在老鼠,一天可能用于治疗疼痛、抑郁、癫痫及其他神经系统疾病的人通过瞄准特定的疗法大脑电路,根据华盛顿大学医学院的研究人员?在圣路易斯,伊利诺伊大学香槟分校。
药理学的研究是一个重大的进步,建立在早些时候在光遗传学工作,技术使个人大脑细胞对光线敏感,然后激活这些目标人群与闪光的细胞。因为它是人类神经元没有实际的重新设计,研究人员使微型无线设备能够提供药物直接进入大脑,与远程按的按钮。
“未来,应该有可能制造治疗性药物,可以激活与光,”首席研究员迈克尔·r·Bruchas说博士,华盛顿大学麻醉学和神经生物学副教授。“用一个小设备植入,理论上我们可以提供药物到特定的大脑区域和激活药物与光。这种方法可能会提供治疗更有针对性,但有更少的副作用。”
这项研究将发表在《华尔街日报》7月16日细胞出现在7月30日打印问题。
以前曾试图提供药物或其他代理人,如酶或其他化合物,实验动物需要动物被拴在泵和管道,限制他们的运动。但新设备还建有四室携带药物直接进入大脑。通过激活大脑细胞与药物和光线,科学家们得到前所未有的看大脑的内部运作。
“这是一种革命性的工具开发,神经科学家需要绘制出大脑电路活动,”James Gnadt说,博士项目负责人国家神经疾病和中风研究所的美国国立卫生研究院(NIH)。“这是非常符合美国国立卫生研究院的大脑活动的目标”。
美国国立卫生研究院脑(大脑研究通过推进创新技术)计划是一个项目,旨在加快新技术的开发和应用阐明复杂的大脑功能和行为之间的联系。
新设备最终可能有助于神经障碍患者和其他问题,作者根据co-first Jae-Woong桢,博士,前伊利诺斯州大学的博士后研究员,现在的助理教授电气、计算机和能源工程科罗拉多大学博尔德和约旦g·考尔Bruchas实验室博士研究生。
“现在,我们可以提供药物治疗与媒体的一个按钮,“考尔说。“我们已经设计好了利用红外技术,类似于在一个电视遥控器。如果我们想要影响动物的行为与光或一个特定的药物,我们可以简单点的远程动物和按下一个按钮。”
宋说:“设备嵌入微观流体通道和微型泵,但它是软脑组织和可以保持大脑和函数很长一段时间不会引起炎症或神经损伤。”
作为这项研究的一部分,研究人员表明,通过提供一种药物动物的大脑的一侧,他们可以刺激神经元参与运动,导致鼠标移动围成一个圈。
直接到其他老鼠,闪亮的光大脑细胞表达一种光敏蛋白促使多巴胺的释放,一种神经递质,奖励的老鼠使他们感觉良好。老鼠然后回到相同的位置在一个迷宫寻找另一个奖励。但研究人员能够干扰,光驱动追求通过远程控制的释放药物其受体阻断多巴胺的作用。
研究人员还认为,类似的,更灵活的设备可以应用程序以外的在身体上的大脑,包括周边器官。
“我们成功制作和演示一个植入,细胞层面生物微流控和光纤接口,应用机会不仅在大脑其他部分的神经系统和其他器官,”说,这项研究的首席研究员,博士,教授约翰·a·罗杰斯伊利诺伊大学材料科学与工程。
目前,设备只包含四室的药物,但是在未来,研究人员希望将一个设计就像一台打印机的墨盒,药物可以继续传递给特定的细胞在大脑中,或在身体的其他地方,只要要求不需要更换整个设备。
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