Первое исследование, которое исследует активность сотен отдельных клеток человеческого мозга во время приступов, нашло, что приступы начинаются с чрезвычайно разнообразной нейронной активности, вопреки классическому представлению, что они характеризуются в широком масштабе синхронизированной активностью. Расследование исследователями Центральной больницы Массачусетса (MGH) и Университета Брауна также наблюдало изменения перед приступом в нейронной активности и в клетках, где приступы происходят и в соседних клетках. Отчет появится по своей природе Нейробиология и получает аванс онлайновая публикация.
«Наши результаты исследования предлагают, чтобы различные группы нейронов играли различные роли на различных стадиях приступов», говорит Сидни Кэш, Мэриленд, доктор философии, Отделения MGH Неврологии, ведущего автора газеты. «Они также указывают, что может быть возможно предсказать угрожающие приступы, и что клинические вмешательства, чтобы предотвратить или остановить их, вероятно, должны предназначаться для тех определенных групп нейронов».Об эпилептических приступах сообщили с древних времен, и сегодня во всем мире затронуты 50 миллионов человек; но много остается неизвестным о том, как приступы начинаются, распространяются и заканчиваются. Современные знания о том, что происходит в мозгу во время приступов в основном, прибывают из чтений ЭЭГ, отражающих среднюю активность миллионов нейронов за один раз. Это исследование использовало нейротехнологию, делающую запись активности отдельных клеток головного мозга через внедренный датчик размер детского аспирина.
Исследователи проанализировали данные, собранные от четырех пациентов с центральной эпилепсией – приступы, происходящие в патологических мозговых тканях – которым не могло управлять лечение. Участникам внедрили датчики во внешний слой мозговой ткани, чтобы локализовать патологические области до хирургического удаления. Датчики сделали запись активности от десятков больше чем до ста отдельных нейронов за периоды с пяти до десяти дней, в течение которых каждый пациент испытал многократные приступы.
В некоторых участниках записи обнаружили изменения в нейронной активности за целых три минуты до того, как приступ начнет и показал очень разнообразную нейронную активность, поскольку приступ начинается и распространяется. Активность становится более синхронизированной к концу приступа и почти полностью останавливается, когда приступ заканчивается.
«Даже при том, что у отдельных пациентов были различные структуры невральной активности, приводящей к приступу, в большинстве из них было возможно обнаружить изменения в той активности перед предстоящим приступом», говорят co-лидерство и соответствующий автор Вилсон Тракколо, доктор философии, Отделение Университета Брауна Нейробиологии и научного сотрудника MGH. «Мы – все еще длинный путь от способности предсказать приступ – который мог быть критическим успехом в лечении эпилепсии – но эта бумага указывает направление вперед. Для большинства пациентов это – непредсказуемый характер эпилепсии, которая так изнурительна, поэтому просто зная, когда приступ собирается произойти, улучшил бы качество их жизни и мог когда-нибудь позволить клиническим врачам останавливать его, прежде чем это начнется».Кэш добавляет, «Мы используем еще более сложные методы, чтобы обращаться с большими объемами данных, которые мы собираем от пациентов. Теперь мы оцениваем, как хорошо мы фактически можем предсказать ансамбли использования приступов единственных нейронов и продолжаем использовать, они продвинули методы записи, чтобы объяснить механизмы, заставляющие человеческие приступы и усиливающий это знание максимально использовать модели животных».
Кэш является доцентом Неврологии в Медицинской школе Гарварда и Truccolo доцент Нейробиологии (Исследование) в Брауне.Примечания:
Это исследование является продуктом продолжающегося сотрудничества между исследователями в MGH, Бриэмом и Женской Больницей (BWH), Брауном и провидением Медицинский центр VA, чтобы развить и проверить технологии, делающие запись и контролирующие невральную активность и чтобы помочь с диагнозом и лечением неврологических расстройств и также восстановить коммуникацию, мобильность и независимость людям с неврологической болезнью, раной или потерей конечности. Экспериментальная техника записи, используемая в этом исследовании, множестве NeuroPort, тесно связана со множеством BrainGate, позволившим людям с повреждениями спинного мозга и другими неврологическими расстройствами управлять компьютерным курсором с одними только своими мыслями.Джейкоб Доногу Неврологии MGH является автором co-лидерства бумаги Нейробиологии Природы.
Дополнительными соавторами является Ли Хочберг, Мэриленд, доктор философии, Неврология MGH/BWH и Университет Брауна; Emad Eskandar, Мэриленд, Неврология MGH; Эмери Браун, Мэриленд, доктор философии, Анестезия MGH; Джозеф Мэдсен, Мэриленд и Уильям Андерсон, Мэриленд, доктор философии, Нейрохирургия BWH; и Эрик Хэлгрен, доктор философии, Калифорнийский университет, Сан-Диего. Тракколо и Хочберг также аффилированы с провидением Медицинский центр VA.
Исследование было поддержано грантами от Центра Интеграции Медицины и Инновационной Технологии, Национальных Институтов Здоровья, Говард Хьюз Медицинский Институт, Фонд Клингенштайна, Министерство по делам ветеранов и Благотворительная организация Дорис Дюк.Источник:Центральная больница Массачусетса