电刺激大脑卒中后可能恢复运动
旧金山加州大学的科学家改进流动性在老鼠经历过衰弱中风利用电刺激恢复脑细胞活动的独特的模式与有效的运动。研究人员说他们计划使用新发现来帮助开发大脑植入物,也许有一天人类中风患者恢复运动功能。
后中风,大约三分之一的病人完全康复,有显著的挥之不去的三分之一运动问题,三分之一仍然几乎瘫痪,资深作者Karunesh Ganguly说,医学博士,博士,神经学副教授和UCSF威尔神经科学研究所的成员。即使复苏的病人局部经验常常与“目标导向”继续挣扎胳膊和手的运动,如达到和操纵对象,可以在工作中是至关重要的,在日常生活中。
“我们的主要推动力是理解我们如何发展植入式神经技术帮助中风患者,“Ganguly说,在旧金山进行研究VA卫生保健系统。“有一个巨大的领域周围神经移植的想法可以帮助神经回路恢复和改善功能。试图了解我们感兴趣的电路性能相对健康的大脑受伤的大脑和使用这些信息来调整神经移植来改善运动机能卒中后。”
在过去的20年,神经科学家提出的证据表明,协调的神经活动模式被称为振荡对有效的脑功能很重要。最近,低频振荡(LFOs)——在研究首次发现的信息已经被特别的射击来帮助组织找到神经元在大脑的初级运动皮层。运动皮层控制随意运动,LFOs块细胞的活动在一起,确保顺利和有效的有目的的运动。
在新的研究中,发表在2018年6月18日的问题自然医学,研究人员首先测量神经活动在大鼠动物伸手抓住一个小食物颗粒,任务设计用来模仿人类有目的的运动。他们发现LFOs立即行动,之前和期间,启发研究者调查卒中后这些活动模式如何变化,在复苏。
探讨这些问题,他们在老鼠引起中风受损动物的运动能力,发现LFOs减弱。在老鼠能够恢复,逐渐使更快和更精确的运动,LFOs也回来了。恢复功能之间有很强的相关性和LFOs的再度出现。动物,完全恢复了强劲的低频活动比那些得到部分恢复,和那些没有恢复几乎没有低频活动。
试图提振复苏,研究人员使用电极记录活动和交付一个轻微的电流立即老鼠的大脑,刺激该地区周围的中心中风损害。这刺激持续增强LFOs受损区域和似乎改善运动功能:当研究人员发表的电力在一只老鼠做了运动,河鼠在达到60%更准确,抓住粮食颗粒。
“有趣的是,我们观察到的增强LFOs只在刺激的试验应用,“Tanuj Gulati说,博士,博士后在Ganguly实验室co-first研究的作者,连同Dhakshin拉马纳坦,医学博士,博士,现在在加州大学圣地亚哥分校的精神病学助理教授,和郭凌,加州大学旧金山分校神经科学研究生。
“我们不是创建一个新的频率,我们放大现有的频率,“Ganguly补充道。“通过放大微弱的低频振荡,我们能够帮助组织任务相关神经活动。当我们交付了电流与预期的行为,电动机控制得到更好。”
研究人员想要知道他们的发现对人类也有可能同样适用,所以他们分析录音由大脑表面的癫痫症病人中风受损病人的手臂和手的动作。录音透露LFOs显著少于录音在两个癫痫患者没有中风。这些发现表明,正如在老鼠,低频的中风造成了损失活动受损病人的运动。
物理治疗是目前唯一的治疗可用来帮助中风患者恢复。它可以帮助人们能够恢复神经恢复功能齐全的更快,而不是那些中风损害太广泛了。Ganguly希望脑电刺激可以为这些后者提供急需的选择病人,帮助他们的大脑回路的运动神经元获得更好的控制功能。电大脑刺激已经广泛用于帮助帕金森症和癫痫患者,和Ganguly认为中风患者可能成为下一个受益。
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