发布时间:2023-07-20 13:43 原文链接: 一种全新的非侵入性人工冬眠技术

  冬眠是一种特殊的生理状态和生存策略。在冬眠状态中,哺乳动物如熊和一些啮齿类动物通过抑制新陈代谢、降低体温和减缓其他生理过程以节约能量,来应对致命的环境压力。最新研究发现,冬眠状态受大脑控制,而大脑则充当一个中央的“开关”。如果能以非侵入性的方法打开这个“开关”,安全无损的实现人工冬眠有望成为现实。

  人工冬眠技术可以通过减缓病人的新陈代谢和生命活动,为危重病患争取更多治疗时间,从而提高他们的生存几率。然而,无创和安全的人工冬眠技术仍未实现。

  来自华盛顿大学圣路易斯医学院的研究团队发现超声波可以通过非侵入性的方式精确激活下丘脑前区控制冬眠的神经元细胞,从而诱导人工冬眠。该研究成果于近日发表在《Nature Metabolism》杂志上,题为:Induction of a torpor-like hypothermic and hypometabolic state in rodents by ultrasound。

  研究人员发现,超声波脉冲的刺激可以导致小鼠体温下降,并伴随心率减慢和基础代谢率降低,而且在两小时后完全恢复。实验过程中,超声波对小鼠大脑没有造成任何损伤。研究人员还开发了一种可穿戴超声波刺激系统,一旦检测到体温开始上升,该系统会自动给予超声波脉冲,能够将动物维持在类似冬眠的状态长达24小时。该技术在不自然冬眠的大鼠身上也能起效,但体温下降幅度较小。这表明调节代谢反应的生理过程可能存在于不冬眠的哺乳动物中。研究从生理层面进一步揭示了超声波诱导人工冬眠的机制。

  该研究设计了一种全新的非侵入性的人工冬眠技术,超声波诱导的人工冬眠为部分疾病的治疗带来新启示。

相关文章

神经与血流信号转换成钢琴与提琴曲——配乐“电影”将大脑活动可视化

广域神经活动的视听示意图。图片来源:戴维·蒂博多等人/《公共科学图书馆:综合》复杂的神经元数据可以转换成视听格式?没错,其甚至能成为带有配乐的“电影”来方便人们探索,并帮助解释大脑执行某些行为时发生的......

揭秘癌细胞与神经元的“共生共舞”

美国斯坦福大学科学家曾在《自然》杂志刊发论文,首次证实恶性脑癌与大脑的神经连接密切相关。他们发现神经胶质瘤会与健康的神经元相互“交流”,形成突触,劫持来自健康神经元的电信号,从而促进自身生长。据英国《......

西湖大学:揭示神经元调控大脑血流新路径

该校生命科学学院特聘研究员贾洁敏团队的相关研究,揭示了神经元调控大脑血流新路径。他们发现了一座架在神经元与血管之间的“新桥梁”——类突触(NsMJ)。通过类突触,谷氨酸能神经元可直接作用于动脉血管平滑......

大脑里有位GPS“指挥官”

无论是太阳的东升西落,还是城市的东西南北,人们在日常生活中,寻找方向、定位目标或是记忆场景,都需要用大脑对空间信息进行处理和记忆。那么,这个过程是如何在大脑中发生的?中国科学院深圳先进技术研究院(以下......

新研究揭示自我中心编码的细胞和亚细胞机制

确定空间信息的表征机制是探讨空间信息处理的核心任务之一,为学习记忆中空间场景处理原则提供了重要启发。12月14日,中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所研究员王成团队,联合南方科技大学生命科......

我国学者在神经元糖代谢特征与机制研究方面取得进展

在国家自然科学基金项目(批准号:81991523、82073823)等资助下,南京中医药大学胡刚教授团队在神经元糖代谢特征与机制研究方面取得进展。研究成果以“神经元胞体主要进行有氧糖酵解代谢以防止氧化......

做“白日梦”时大脑在干什么

当人静静地坐着,突然之间,大脑“出神”,仿佛转向了完全不同的世界,可能是最近的经历,也可能是过往的记忆。事实上,可能只是做了个白日梦。那么,在做白日梦时,大脑中发生了什么?这是神经科学家们很难回答的问......

神经元损伤修复搭“桥”的微型生物机器人

由患者自身细胞构建的“分子医生”能够筛查癌症、修复受损组织、清除血管斑块,是研究人员对未来医学的构想。而美国塔夫茨大学发育生物学家MichaelLevin致力将这种构想变为现实。4年前,Levin和同......

半导体所在仿生覆盖式神经元模型及学习方法研究中获进展

人工神经网络是模拟人脑神经活动的重要模式识别工具,备受关注。近年来,深度神经网络(DeepNeuralNetworks,DNN)的改进与优化工作集中于网络结构和损失函数的设计,而神经元模型的发展有限。......

Nature:科学家成功揭示神经递质转运蛋白的精细化结构

神经元能通过一种称之为神经递质的化学信号来彼此交流沟通,近日,一篇发表在国际杂志Nature上题为“Mechanismsofneurotransmittertransportanddruginhibi......