苏州医工所成功研制微型无线程控光刺激器
光遗传刺激技术作为一种先进的神经调控手段,在帕金森病、癫痫等脑疾病治疗、神经损伤修复,以及神经环路重塑研究中具有巨大的潜在应用价值。传统的激光刺激器因光纤、体积和重量等因素限制了实验动物的活动范围,而在脑疾病神经功能、神经调控以及药物治疗研究中,需要在体、可移动、长期、微负荷光遗传刺激技术,尤其刺激参数的无线程控调节将大大提高实验的方便性。 日前,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员王守岩课题组以研发先进脑科学仪器技术推动脑科学前沿探索为目的,针对脑深部刺激与神经环路调控研究需求,整合课题组在电子学、神经生理、神经信号处理等领域的技术积累,开展了系列神经刺激电极、智能神经调控科研工具开发,并于近期成功研制光遗传学无线程控光刺激系统。 该系统具有多通道、微负荷、参数无线程控等优点,刺激器尺寸为2.0×1.6×0.5厘米、重量为3.3克、无线通讯距离为10米,刺激光极尺寸为500×30微米,并采用LED技术实现神经核团......阅读全文
光遗传学重要成果:用光刺激神经修复
神经系统要伴随我们终生,但许多疾病和损伤会压倒神经元的维持和修复能力。日前,德国亥姆霍兹慕尼黑中心(Helmholtz Zentrum München)的研究人员,通过光遗传学技术成功促进了斑马鱼受损神经回路的修复。相关论文发表在Cell旗下的Current Biology杂志上。 光遗传学是
光遗传技术助瘫痪肌肉恢复功能-比电刺激更为平缓
利用闪光刺激经过遗传修改的神经元,可以恢复瘫痪肌肉的运动功能。英国科学家在小鼠身上开展的这项最新研究,为使用光遗传学技术来治疗脊髓损伤、癫痫以及运动神经元疾病等神经失调疾病铺平了道路。 光遗传学是神经科学领域近来发展最快的技术之一,它涉及到对神经元进行遗传修饰,使其产生一种光敏蛋白,当暴露
Nature封面:光遗传学解析关键神经元
科学家们通过光遗传学技术,解析了两种帮助脊髓控制技巧性前肢运动的神经元:第一种是运动精确性所需的兴奋性中间神经元,第二种是运动流畅性所需的抑制性中间神经元。这一重要成果先后以两篇文章的形式发表,并且登上了本期的Nature杂志的封面。这些发现有助于人们进一步理解人类的运动功能,并在此基础上治疗创
对急慢性疼痛感知信息的实时解码以及光遗传刺激反馈
急性及慢性疼痛长期以来困扰着许多成年人的生活。由于大脑对疼痛的调控机制异常复杂,对疼痛的诊断缺少有效的客观依据,进而导致当代社会上阿片类止疼药物的泛滥。 长期连续地药物治疗,不仅会降低止疼效果,还会带来药物成瘾以及过量使用导致死亡的一系列社会危机。因此,研究可替代药物的新疼痛治疗方法非常重要。
神经刺激部分唤醒植物人
15年前,法国一名20岁的男子在车祸中遭受了脑损伤,并陷入了一种被称为植物人的昏迷状态。现在,一项新的研究表明,大脑中一种实验性的低强度神经刺激(现在已被批准用于治疗抑郁症和癫痫)能够成功地将一个人变成医生所说的“最低意识”状态。尽管这与全面苏醒的情况相去甚远,但研究报告的作者认为,这一发现暗示
环境刺激和神经可塑性
一项研究发现,环境丰容在成年小鼠大脑中保存并恢复了青少年样的可塑性,并且保护成年小鼠免受中风诱导的可塑性削弱。暴露在充满物理、社会和认知刺激的环境中,已知能够促进大脑功能。环境丰容增强了神经路径对不同的体验做出响应从而变化的能力,甚至对成年动物起作用,成年动物的大脑通常比年轻的动物大脑的可塑性或
神经元的受刺激时传递神经冲动的原理
神经元是神经系统的功能单位。由一个带核的细胞体组成;细小分叉的突起称树突;单一长神经纤维(即轴突)被脂质(髓磷脂)包围,在突触处与其他神经元相联系,或延伸至肌纤维或腺体细胞。当一个神经元受外部或其他神经元的刺激时,神经冲动就会通过电化学反应沿轴突向下传输。冲动频率是控制行为的基础。成束的神经纤维
光遗传技术在调控神经系统与疾病治疗领域的应用
光能控制语言和行为光,可以是冬日的暖阳,夜空的星月,蛰伏的萤虫,令人期盼的万家灯火……光也可以作为一种工具,控制行为,控制语言!这在神经科学领域已经得到证实,美国德州大学西南医学中心研究团队成功以光控植入记忆的方式教导鸟类唱歌。 研究团队对幼年雄性斑胸草雀进行实验,斑胸草雀通常通过模仿父亲的歌声来学
红外光刺激能有效延缓大脑衰老
据俄罗斯卫星通讯社11月19日报道,俄罗斯萨拉托夫国立大学和中国华中科技大学的科研团队发现,通过红外光刺激大脑及脑膜组织,可延缓大脑衰老并预防老年痴呆。研究发现,与年龄相关的神经系统疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病和多发性硬化症与大脑引流功能的紊乱有关。负责这一功能的脑膜淋巴管像“隧道”一样,将细胞代
别刺激这条心脑神经通路,小心昏厥
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/511536.shtm
脊髓刺激可逆转退化的神经功能
一种无药物、微创的新型干预方法,可逆转脊髓性肌萎缩症(SMA)的根本问题——神经功能的逐渐丧失。美国匹兹堡大学医学院团队通过电刺激感觉脊神经,逐步激活脊髓中原本功能“沉默”的运动神经元,增强了成年SMA患者的腿部肌肉力量和行走能力。这项研究发表在最新一期《自然·医学》杂志上。SMA是一种遗传性神经退
深脑刺激图谱有助改进神经疾病疗法
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/2/517953.shtm ?帕金森病(绿色)、肌张力障碍(黄色)、图雷特综合征(蓝色)和强迫症(红色)的脑环路受到影响。插图显示基底神经节深脑刺激的最佳靶区。图片来源:芭芭拉·霍兰德/柏林夏里特医
深脑刺激图谱有助改进神经疾病疗法
《自然·神经科学》23日发表的一项神经科学研究显示,使用脑深部电刺激(DBS)绘制功能失调的脑环路图谱,将有助于改进特定神经疾病的疗法。研究结果有助于引领人们认识导致这类疾病的脑环路,从而推动发现进一步治疗的潜在靶点。 DBS需要通过手术在脑内植入电极,“拯救”功能失常的脑网络。对丘脑底核(丘
光叶巴豆对皮肤粘膜的刺激作用
1.对皮肤粘膜的刺激作用:巴豆油是最剧烈的泻药,口服半滴至1滴即能产生口腔及胃粘膜的烧灼感及呕吐,在1/2-3小时内即有多次大量水泻,伴有剧烈腹痛和里急后重,产生严重口腔刺激症状及胃肠炎症状。外用巴豆油对皮肤有刺激作用,引起发红,可发展为脓疱甚至坏死;用橄榄油稀释后可用作刺激剂,但较危险。小鼠注
植入式遥测光遗传系统在大鼠长时程光遗传研究的应用
植入式遥测光遗传系统光遗传学是将遗传学(重组DNA技术)与光学相结合的一种细胞生物学研究方法,其利用光学和遗传学手段,通过特异波长的光进行定向性的激活或抑制细胞的发放电活动,从而气动细胞内生物学过程,进而控制生物行为。由于其高度特异性和靶向性,光遗传技术已经越来越广泛的运用到神经科学研究领域中。光遗
关于周围神经电刺激镇痛术的简介
一、周围神经电刺激镇痛术适用于: 1.范围局限于一个神经分布区的顽固性疼痛,如坐骨神经痛、三叉神经痛、局限性带状疱疹后神经痛等。 2.疼痛部位在感觉神经分布较丰富的皮肤区域 二、禁忌证: 1.一般状况较差,存在严重的呼吸、循环功能障碍,以及有肝脏、肾脏或凝血功能衰竭而不能耐受手术者。
电磁刺激可让大脑更灵光:减少异常神经连接
研究人员已表明,电磁刺激可改变大脑组织结构,这种改变会使得你的大脑更加出色地运转。 据国外媒体报道,来自西澳大利亚大学和法国巴黎第六大学的研究人员证实,对老鼠施加连续微弱的电磁脉冲(称为“重复经颅磁刺激”,简称rTMS)可将大脑中异常地神经连接转移到更为正常的区域,这项研究结果已
光遗传学——照进细胞的一束光
图片来源:Anna Reade 转基因斑马鱼胚胎上的闪亮蓝光让科学家选择性地激活光敏感转录因子。 从现在开始10年后,这种技术将会成为发育生物学和细胞生物学界人人使用的工具。 Kevin Gardner打开一个小冰箱模样的培养器,看着里面闪烁的蓝光,这种场景经常让他想起上世纪70年代的美国
光遗传学技术是什么?
光遗传学融合了光学及遗传学技术,通过遗传学方法将合适的外源光敏感蛋白靶向导入特定活细胞,利用特定波长的光照刺激光敏蛋白,调控神经元的活性,进而控制细胞乃至动物行为的开关。1、光遗传学技术研究方法①寻找合适的光敏蛋白。光敏蛋白(也称为视蛋白)是细胞膜上能够感受某一波长光照刺激而产生特定效应的一类膜蛋白
知识分享:光遗传学技术
光遗传学(optogenetics)又称光刺激基因工程(optical stimulation plus genetic engineering),是一种通过光学和遗传学技术在活体动物脑内精准控制细胞行为的技术。由于其高度的时空特异性,光遗传技术广泛应用于神经科学领域的研究。 2010
光遗传学技术的原理
光遗传学(optogenetics)又称光刺激基因工程(optical stimulation plus genetic engineering),是一种通过光学和遗传学技术在活体动物脑内精准控制细胞行为的技术。由于其高度的时空特异性,光遗传技术广泛应用于神经科学研究领域。2010年,光遗传学技术荣
植入刺激神经的电子设备可抑制高血压
许多高血压患者对药物没有反应,这让他们面临中风、心脏衰竭和肾衰竭的风险。学者和制药公司寻求以电子植入物代替药物治疗疾病。许多高血压患者对药物没有反应,这让他们面临中风、心脏衰竭和肾衰竭的风险 可植入设备通过刺激颈部神经降低血压,将来也许能替代控制血压的药物。这一设备是近来利用神经刺激植入物治病
二炮总医院实施首例骶神经刺激术
在患者体内植入心脏起搏器,调节心脏功能,是非常常见的手术。而如今,全军肛肠病专病中心、解放军二炮总医院结直肠肛门外科在患者体内植入类似心脏起搏器一样的刺激器,调节和修复肠道和肛门,彻底解决了大便失禁问题。近日,在二炮总医院结直肠肛门外科病房,一位26岁小伙看上去精神饱满。他原本就是一位先天大便失
刺激耳部迷走神经能改善抑郁症状
我国科学家经过10多年研究,利用自主研发的耳迷走神经刺激仪治疗抑郁症取得了良好临床疗效。这些科学家的论文不久前发表在国际情感障碍学会主办的《情感障碍》杂志上。 迷走神经是最长的脑神经,广泛分布于心肺胃肠及血管组织中。迷走神经刺激术是近10余年来国际上兴起的用于治疗某些顽固性疾病的有效物理治疗方
《神经元》:微刺激可以直接为大脑输入信息
就像一个接线错误的设备,大脑的损伤和疾病会导致细胞失去联系,从而严重破坏知觉和运动等关键功能。想办法绕过那些支离破碎的网络,是那些寻求相关治疗措施者的重要研究领域。现在,研究人员在猴子身上显示,直接刺激运动前区皮质可以产生一种感觉或体验,指导不同的运动。相关论文日前发表于《神经元》杂志。 “研
骶神经电刺激治疗慢性会阴区疼痛病例分析
慢性会阴区疼痛,因其病因复杂,治疗效果不佳,是临床疼痛诊疗中的一大难题。骶神经电刺激(sacral nerve stimulation,SNS)首先被用于治疗排尿、排便障碍,随后发现一部分病例伴随的疼痛症状也得以缓解。 近年来,国外有报道将其用于疼痛治疗领域:如膀胱疼痛综合征、功能性肛门直肠痛、慢性
光遗传学技术知识(二)
3. 光遗传学所需的辅助技术及基本步骤 光遗传学技术包括的范围是广泛的。主要包括以下几种。图5. 光遗传学技术及其辅助技术 在光遗传操作中,细胞会表达特定的编码光敏蛋白的基因,然后使用光来改变细胞的行为。光遗传学控制细胞功能的基本步骤如下:图6. 光遗传学控制细胞功能的基本步骤 其中,通过病毒感染
光遗传学技术知识(一)
光遗传学(optogenetics)又称光刺激基因工程(optical stimulation plus genetic engineering),是一种通过光学和遗传学技术在活体动物脑内精准控制细胞行为的技术。由于其高度的时空特异性,光遗传技术广泛应用于神经科学领域的研究。2010年,光遗
Science:走向临床的光遗传学
光遗传学诞生后的头十年,大大推动了人们对正常和病理性神经回路的理解。今后的十年,光遗传学将迎来与转化医学的联姻,为疾病治疗带来新的机遇。本期Science杂志上,Bryson等人就展示了这样一个范例,他们将光遗传学工具与再生医学知识结合起来,在周围神经损伤的小鼠模型中恢复了肌肉的功能。 光
光遗传学技术知识(三)
表3.ViGene提供的光敏通道蛋白类型 激活型光敏通道蛋白的应用2015年,Dheeraj Pelluru等发表在European Journal of Neuroscience上题为Optogenetic stimulation of astrocytes in the posterior