2021年6月18日

控制大脑状态的光芒

生物工程研究所的加泰罗尼亚(位)

领导的研究人员从位和IDIBAPS实现,第一次,大脑的控制状态转换使用分子反应,名叫派。结果不仅铺平了道路采取行动对大脑活动模式,理解他们的连接来认知和行为,但他们也可能导致开发photomodulated药物治疗脑损伤或疾病,如抑郁症、双相情感障碍或帕金森氏症或阿尔茨海默氏症的疾病。

的大脑呈现不同的状态取决于数十亿神经元之间的通信,这网络的基础是我们所有的感知,记忆,和行为。它通常被认为是一个“黑盒”,与困难访问为临床医师和研究人员,尽可能少的有限的工具可用于执行准确和spaciotemporal研究大脑神经元的行为。现在,生物工程研究所的研究人员加泰罗尼亚(位)与8月π合作我纽约州立大学生物医学研究所(IDIBAPS)和添加了一些光主题:他们成功了第一次在控制神经活动在大脑中使用分子反应。ob欧宝直播nba

从巴塞罗那自治大学的研究包括参与者(UAB)和框架进行了人类大脑的欧盟的项目。它描述了第一种方法直接体内photomodulate大脑状态转换。

ICREA研究教授领导的工作,加索尔Gorostiza (IBEC-CERCA,阿拉伯学者,CIBER-BBN)和总理内塔尼亚胡Sanchez-Vives (IDIBAPS)和最近发表在《华尔街日报》先进的科学。结果表明,这种新的分子,名叫派(Phthalimide-Azo-Iper)可以明确和本地控制毒蕈碱的胆碱能受体,即乙酰胆碱受体,大脑神经递质在几个过程非常重要的学习注意力或记忆。

控制大脑状态的转换

大脑状态之间的转换,如从醒着睡着,或从昏迷醒来,是基于化学和电信号的传播组间的神经元参与不同的功能。当前技术来调节神经活动经颅磁或超声波刺激在时空的局限性和光谱性能。另一种方法精度高,也使用光控制光遗传学的神经元,但这取决于基因操作,使得其翻译困难人类出于安全的原因。

研究人员应用光药理学解决这些问题。这样做他们使用一个分子之前开发的位,拜,光响应和允许一个时空控制调制的大脑神经元,绑定和控制活动的毒蕈碱的胆碱能受体,关键受体神经元交互和沟通。通过使用这种方法,cholinergic-innervation依赖大脑状态转换可以使用药物化学设计控制的光光敏。

“大脑中的神经元活动的控制是执行的关键基础研究和应用研究,开发安全、准确的技术执行治疗大脑干预在临床神经学,”解释了法比奥Riefolo(位),co-first研究》一书的作者。

大脑的变化状态

其中不同的大脑状态和转换与大脑功能有关。他们是与大脑活动模式的变化密切相关,进而反映特定的神经元网络的活动和参数。因此,操纵的神经元时空控制是基本确定大脑状态和行为之间的关系和研究神经回路的影响在特定的行为。此外,PAI药物具体毒蕈碱的受体亚型,M2,提供了令人兴奋的前景的药理学研究脑电波。

当应用PAI完整的大脑,随后白光,研究人员可以调节神经元的自发新兴缓慢振荡电路和可逆操作脑振荡频率。这种新的化学合成工具允许诱导和详细调查,在控制和非侵入性的方式,大脑从睡眠到awake-like状态的过渡使用直接照明。

在我们的大脑中,神经活动是由分子被称为神经调质,例如乙酰胆碱(ACh),通过他们的胆碱能受体结合。然而,它并不完全理解的贡献不同的细胞表达全球大脑中乙酰胆碱受体的行为。选择性的使用和photoswitchable胆碱能药物PAI的大脑活动实现时空精确调制打开方式执行准确的基本神经科学研究和发展未来的大脑疗法和刺激。