Blackout Brain ini Bermula A Migrain

Video ini menunjukkan imej menyebarkan depolarization-penyebaran depresi-dalam otak tikus. Imej di atas menunjukkan penyebaran kemurungan tanpa campur tangan. Imej di bahagian bawah menunjukkan penyebaran kemurungan dengan campur tangan semasa elektrik. Bidang ini merebak lebih jauh tetapi tidak jauh di permukaan otak, pada dasarnya memotong kemajuan depresi yang menyebar.

Penyelidik telah mengenal pasti aktiviti elektrik khusus untuk permulaan migrain dan menunjukkan cara untuk menghentikannya dalam eksperimen haiwan.

"Kejang dan migrain adalah dua keadaan otak yang sangat berbeza," kata Steven J. Schiff, profesor kejuruteraan di jabatan-jabatan saraf, sains kejuruteraan dan mekanik, dan fizik di Penn State.

"Kami mendapati bahawa penyebaran depolarization, yang juga dikenali sebagai penyebaran depresi, dilihat dalam migrain adalah fenomena biofisik asas dan anda boleh menghentikannya dengan arus elektrik. Anehnya, ia adalah arah yang berlawanan dengan arus elektrik yang digunakan untuk mematikan kejang, "kata Schiff.

"Aktiviti elektrik di otak menyebabkan aura seperti pemadaman rolling ..."

Para penyelidik tidak menyembuhkan migrain, tetapi mereka lebih dekat untuk memahami mekanisme di otak yang menyebabkan permulaan, atau auras, sakit kepala ini, yang menjejaskan kira-kira 10 peratus lelaki dan 22 peratus wanita, menurut Pusat Penyakit Kawalan.

Menjalankan eksperimen yang bermotivasi dengan model komputasi biofisika penyebaran depolarization, penyelidik berjaya menunjukkan modulasi, penindasan, dan pencegahan penyebaran depolarization dalam kepingan otak tikus.

"Aktiviti elektrik di otak menyebabkan aura seperti pemadaman rolling," kata Andrew J. Whalen, sarjana pasca doktoral di Pusat Kejuruteraan Neural universiti. "Ini bukan sekadar sel tunggal, tetapi tindak balas rantai yang bergerak di seluruh otak menyebabkan pembengkakan, dan ia memerlukan masa beberapa lama untuk pulih."

Ramai penghidap migrain mula mengalami visual aura ini sebelum sakit kepala bermula. Schiff dan pasukannya menyasarkan aktiviti elektrik yang menyebabkan aura kerana ia adalah asas dalam memulakan migrain.

Imej optik menunjukkan gelombang penyebaran depolarization di dalam otak
Di sebelah kiri, imej optik menunjukkan gelombang penyebaran depolarization di otak; di tengah, imej menunjukkan mempercepat dan melukis ke permukaan gelombang dengan arus negatif; dan di sebelah kanan, imej itu menunjukkan pengekalan gelombang dengan penangkapan pembiakan, betul.
(Kredit: Schiff Lab / Penn State)

Penyelidik tahu bahawa mengubah kepekatan garam di otak dapat mengubah proses elektrik otak. Dengan mengubah kepekatan kalium di otak, penyelidik boleh mencetuskan penyebaran depolarization.

Sel-sel otak yang terlibat mempunyai badan pusat yang disebut soma dan lengan panjang seperti antena yang disebut dendrit. Kedua-dua hujung ini membenarkan para penyelidik untuk memecahkan sel-sel dengan caj arus positif semasa berkumpul di satu hujung dan caj negatif terkumpul di pihak yang lain. Ini membolehkan mereka menggunakan arus elektrik untuk memodulasi aktiviti sel otak.

"... kita boleh membuatnya lebih teruk dengan satu arus dan kita dapat menjadikannya lebih baik dengan arus yang bertentangan ..."

"Kami fikir jika kami menghentikan fasa awal, aura, kami akan menghentikan yang lain," kata Schiff. "Kami akhirnya mendapati bahawa caj yang diperlukan untuk menghentikan kemurungan yang menyebarkan adalah bertentangan dengan apa yang kami anggap. Sebaik sahaja kami memilih caj yang bertentangan, perkembangan fenomena itu berhenti. Ini semua masuk akal pada akhirnya, kerana kejang dan migrain bermula di hujung sel-sel otak. "

Para penyelidik dapat mengenakan caj positif untuk menghentikan polarisasi penyebaran. Pengambilan irisan otak tikus menunjukkan aktiviti migrain bergerak lebih jauh ke dalam otak di mana ia tidak lagi boleh menyebar, dengan berkesan menamatkan episod.

"Kami datang dengan pemahaman biofisik dan ia terpakai kepada fisiologi asas aura, dan kami boleh membuatnya lebih teruk dengan satu arus dan kami boleh membuatnya lebih baik dengan arus bertentangan," kata Schiff.

Memohon polarisasi seperti ini boleh dilakukan secara selamat di dalam otak manusia, dan strategi ini boleh diuji dalam ujian klinikal dengan penghidap migrain. Walau bagaimanapun, migrain penuh yang dialami oleh pesakit menjadi lebih rumit selepas aura awal.

"Orang mahu dapat membetulkan otak supaya tidak terdedah kepada migrain atau sawan," kata Bruce J. Gluckman, profesor sains kejuruteraan dan mekanik, bedah saraf dan pengamal bio dan pengarah bersekutu Pusat Kejuruteraan Neural. "Tidak perlu mengawal migrain atau menyebarkan kemurungan apabila ia bermula. Buat masa ini, ini adalah keputusan asas yang mendorong kita lebih dekat untuk dapat campur tangan dengan cara yang penting untuk keadaan ini. "

Penyelidikan ini muncul di Laporan Sains.

Penyelidik dari Universiti Sains dan Teknologi Elektronik China; Penn State; dan Universiti Humboldt Berlin, Jerman juga menyumbang kepada kerja.

Penyelidikan kolaboratif US-Jerman dalam program Neurosains Computational National Institutes of Health; Bundesministerium für Bildung und Forschung; dan Institut Kesihatan Kebangsaan Inisiatif BRAIN menyokong kerja ini. Para penyelidik telah memfailkan paten sementara mengenai kerja ini.

sumber: Penn State

Buku-buku yang berkaitan

enafarzh-CNzh-TWtlfrdehiiditjamsptrues

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}