全脑临床前研究阐明癫痫发作的起源
来自斑马鱼癫痫模型的新证据可能有助于解决癫痫如何产生的争论，根据威尔康奈尔医学院和纽约长老会的研究人员。这些发现也可能对未来癫痫药物的发现和开发有用。
在2月23日发表的研究中大脑，研究人员能够跟踪斑马鱼幼虫整个大脑的神经元活动癫痫发作．他们表明，癫痫发作源于大脑相对有限区域的“兴奋性”脑细胞活动超过“抑制性”脑细胞活动，只有当它们战胜周围区域的强抑制性活动时才会扩散。
大脑中的神经元可分为两大类:兴奋性神经元(其活动刺激其他神经元的活动)和抑制性神经元(其活动抑制其他神经元的活动)。最近的一些研究表明，抑制性神经元活动的激增会反常地引发癫痫发作。新的研究结果表明情况并非如此。
“斑马鱼模型的真正优点是，我们可以成像每个大脑区域，在这个模型中，我们第一次能够区分和跟踪兴奋性和抑制性神经元的活动，”第一作者詹姆斯·尼迈耶博士说，他是一名博士后助理神经外科手术威尔康奈尔医学院。“因此，这是研究这些细胞类型在癫痫发作过程中微妙作用的一个很好的起点。”
Niemeyer博士是Theodore Schwartz博士实验室的一员，Theodore Schwartz博士是微创神经外科的David和Ursel Barnes教授和副主席临床研究他是威尔康奈尔医学院的威尔康奈尔脑和脊柱中心的医生，也是纽约长老会/威尔康奈尔医学中心的神经外科医生。该研究的其他共同资深作者是神经外科神经科学研究副教授马洪涛博士和生理学和生物物理学副教授Emre Aksay博士，他们都来自威尔康奈尔医学院。
癫痫很常见，在任何时候折磨着全世界大约5000万人。但它的起源从来没有完全清楚。一方面，有证据表明，癫痫发作发生在大脑中有利于兴奋性神经元活动的区域，而不是抑制性神经元通常的抑制影响。另一方面，最近的一些研究表明，抑制性神经元的过度活动可能会引发癫痫发作——一些研究人员已经在这些细胞中观察到早期的癫痫发作活动。这使得人们对癫痫发作中兴奋和抑制的不同作用的理解存在差距。
“这个问题一直很难解决，因为跨越多个神经元区分和跟踪兴奋性和抑制性神经元活动的挑战大脑区域施瓦茨博士说。他还是威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)神经外科和神经科学教授。
对于斑马鱼，研究人员能够克服这些挑战。通过特殊的荧光探针、电记录和一种叫做双光子显微镜的技术，他们同时区分和追踪了由标准化学方法引起的癫痫发作前后大脑中兴奋性和抑制性神经元的活动。
他们观察到，在这种模型中，癫痫发作往往起源于中脑，在兴奋性神经元活动与抑制性神经元活动严重失衡的部位。周围的区域更倾向于抑制活性，显然这一原因能够抵抗，至少短暂地，从发作区扩散的癫痫活动。
研究人员指出，先前的研究指出抑制性神经元是癫痫发作的触发器，在某些情况下可能只检测到这些高抑制性传播区，而不是起始区。
“我们确实发现了过度活跃抑制性神经元在传播区，但我们方法的优势在于我们可以成像所有大脑区域来确定癫痫发作Aksay博士说，他也是威尔康奈尔医学院阿尔瓦利德王子计算生物医学研究院计算生物医学的计算神经科学副教授。
该团队计划将斑马鱼模型用于癫痫药物筛选，并希望在未来的多种实验中证实他们的发现大脑小鼠模型中的区域。
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