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揭开神经胶质细胞的力量

文章出处:未知 责任编辑:PD-1编辑方 作者:PD-1编辑方 发表时间:2018-01-09 10:09

植入装置向神经系统发送有针对性的电刺激以干扰异常的大脑活动,并且通常认为神经元是这些装置需要刺激的唯一重要的脑细胞。然而,自然生物医学工程发表的研究表明,瞄准周围神经元的支持神经胶质细胞也可能是重要的。

密歇根州立大学生物医学工程助理教授Erin Purcell领导了这项合作,Purcell的研究生研究员Joseph W. Salatino; 梅奥诊所技术副主任Kip A. Ludwig; 匹兹堡大学斯旺森工程学院生物工程学助理教授Takashi Kozai。

Kozai说:“神经胶质细胞是中枢神经系统中最丰富的成分,对神经网络的功能至关重要。“神经胶质细胞的最明显的功能与其在形成瘢痕组织中的作用有关,以防止损伤和神经元变性的传播,但是它们在大脑中的作用如此之大是未知的。

这项研究“对大脑中植入的电极的胶质反应”提示,这些神经胶质细胞比以前认为的功能更强。Kozai说:“从提供生长因子支持和确保适当的氧气和营养物质输送到大脑来修整过时的突触和回收废物产品,最近的研究结果显示,胶质细胞做得更多,以确保大脑活动得到优化。

神经胶质细胞的缓慢,暗淡的信号比神经元的活跃电活动更难以检测到。科技领域的新进展使得Kozai等研究人员能够检测出神经胶质细胞活性的细微差别,这些观察结果为当前困扰植入装置和神经疾病治疗的问题提供了新的线索。

Kozai解释说:“神经胶质细胞功能障碍被认为是导致神经和发育疾病增加的原因和/或主要原因,因此,将这些神经胶质细胞(代替神经元或与神经元结合)可能会显着改善目前的治疗。“

Kozai在Pitt领导仿生实验室,研究人员正在研究植入式技术对生物组织的反应。虽然近年来神经植入技术有了很多的进展,但其潜在的影响和失败的原因仍然困扰着科学家。通过使用先进的显微镜技术,研究人员可以创建更详细的神经映射和成像。

Kozai说:“通过结合体内多光子显微镜和体内电生理学,我们的实验室能够更好地观察细胞如何在活体大脑中移动和变化,并解释这些神经胶质细胞的变化如何改变视觉诱发的神经网络活性。“使用这种方法更好地了解这些细胞可以帮助指导种植体设计和成功。”

Kozai的实验室目前正与皮特神经病学教授Franca Cambi一起研究另一种神经胶质细胞在脑损伤和神经元活动中的作用。“少突胶质祖细胞”或OPCs是祖细胞,类似于干细胞,在组织修复过程中具有分化的能力。”

Kozai解释说:“尽管OPCs在脑机接口方面已经被忽略,但它们与神经元形成直接的突触,并且对其修复至关重要。“作为祖细胞,他们有能力分化成各种各样的细胞,包括神经元,这项技术正在推进到可以更好地理解大脑如何全面工作的地步,而不仅仅是关注神经元,因为他们的电信号使他们在对大脑进行成像时显得更加明亮。”

Kozai认为,研究这些细胞是关键时刻,并且认可斯坦福大学着名的神经科学家Ben Barres博士,他在胶质细胞研究中取得了重要的发现。Kozai说:“我们在这个神经科学领域失去了一个伟大的科学家和先驱,Ben Barres教授确实发现了这些神经胶质细胞对脑损伤和疾病的重要性,我们必须不断努力,低估的脑细胞。”

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