Peranti yang ditanamkan - seperti alat pacu jantung - secara elektrik merangsang saraf vagus, sambil menghalang aktiviti saraf yang tidak diingini dengan cara yang disasarkan.

Bentuk rawatan rangsangan saraf vagus terhadap keradangan kronik telah berjaya diuji pada manusia oleh industri swasta dengan niat untuk menjadikannya tersedia kepada pesakit. Tetapi inovasi oleh para penyelidik di Institut Teknologi Georgia menambah isyarat menghalang dapat meningkatkan keberkesanan klinik dan manfaat terapeutik dari rawatan yang ada.

"Kami menggunakan elektrod dengan kekerapan kilohertz yang menghalang pengaliran saraf yang tidak diingini selain elektrod yang merangsang aktiviti saraf," kata penyiasat utama Robert Butera, seorang profesor yang dilantik bersama di Sekolah Kejuruteraan Elektrik dan Komputer dan jabatan kejuruteraan bioperubatan. "Kami telah mengatur kedua-dua berhampiran satu sama lain, jadi elektrod menghalang memaksa rangsangan dari elektrod merangsang untuk hanya pergi ke satu arah."

Inovasi penyelidik secara teoritis boleh dilaksanakan dengan cepat dengan menambah peranti klinikal yang sedia ada. Setakat ini, ujian tikus telah menghasilkan keputusan yang sangat menggalakkan, dan mereka telah dicapai tanpa mengambil langkah-langkah yang lebih drastik yang ketara dalam eksperimen lain untuk mengoptimumkan jenis rawatan seperti vagotomy, pemotongan bahagian vagus.

"Kajian asal pada hewan pada manfaat anti radang rangsangan saraf vagus digunakan untuk transparan saraf untuk mencapai rangsangan arah serta meningkatkan keberkesanan rangsangan syaraf. Tetapi memotong vagus tidak secara klinikal berdaya maju, kerana banyak fungsi tubuh yang penting ia memantau dan mengawal selia.

"Pendekatan kami memberikan manfaat terapeutik yang sama, tetapi juga boleh dibalikkan, dikawal, dan dilaksanakan secara klinikal," kata peneliti utama Yogi Patel, seorang pelajar siswazah bioengineering.

"Kami panggil ia sebagai vagotomy maya," kata Butera.

Patel, Butera, dan rakan sekerja melaporkan hasil kajian mereka dalam jurnal Laporan Saintifik.

Apa saraf vagus?

Untuk memahami bagaimana kerja-kerja fine-tuning bioelectronic baru ini, mari bermula dengan saraf vagus itu sendiri.

Ia terletak di luar ruang tulang belakang dan berjalan di dua bahagian di bahagian depan leher anda di kedua-dua sisi. Ia mudah dilupakan kerana, walaupun ia membantu anda merasakan beberapa sensasi yang terhad seperti rasa sakit dan kepanasan dari segelintir organ dalaman, sensasi tersebut tidak begitu jelas dan biasa seperti ketika anda menjangkau dan menyentuh sesuatu dengan tangan anda.

Sukarela, atau somatik, sistem saraf anda bertanggungjawab untuk mencapai, menyentuh, dan merasakan, dan saraf vagus milik sistem saraf sukarela anda - sebenarnya dipanggil sistem saraf autonomi. Walaupun anda mungkin mengalami kesan kurang sedar, anda tidak boleh hidup tanpa vagus.

"Saraf vagus menyampaikan maklumat yang luar biasa yang berkaitan dengan keadaan dan fungsi organ-organ visceral-saluran pencernaan anda, jantung anda, paru-paru anda, maklumat tentang nutrien yang anda makan-apa-apa yang diperlukan untuk homeostasis (keseimbangan fisiologi)," kata Patel. .

Saraf vagus adalah garis hayat antara pusat kawalan fungsi penting otak anda dan organ pendengaran anda, melewati mesej secara berterusan di antara hipotalamus dan organ anda untuk mengawal perkara seperti denyut dan pernafasan, pelinciran sinus, dan penghadan tindak balas imun.

Tindak balas imun hyperaktif

Yang terakhir adalah di mana keradangan datang, kerana ia adalah sebahagian daripada tindak balas imun semulajadi. Tetapi apabila sistem imun menjadi hiperaktif, ia boleh menyerang bukan hanya patogen tetapi juga tisu yang tidak terinfeksi, seperti pesakit yang menderita penyakit seperti arthritis rheumatoid, sindrom usus besar, atau penyakit Crohn. Terapi berasaskan dadah sering gagal memberi manfaat kepada mereka.

Kedua-dua bahagian sistem saraf autonomik (sukarela) - yang simpatik dan parasympatetik-sangat mempengaruhi sistem imun anda. Saraf vagus tergolong parasympatetik.

"Ia seperti sistem seesaw. Sistem saraf simpatis anda membantu menendang sistem ketahanan badan, dan sistem saraf parasympatetik menggegarkannya, "kata Patel.

Rangsangan elektrik: kebaikan dan keburukan

Merangsang saraf vagus menyokong kesan tempering, tetapi ia juga boleh merangsang bahagian sistem saraf yang merangsang tindak balas imun, yang tidak produktif jika anda ingin menenangkannya.

"Setiap litar mempunyai laluan yang datang dari otak dan seseorang akan pergi ke otak, dan apabila anda merangsang secara elektrik, anda biasanya tidak mempunyai kawalan ke atas mana yang anda dapatkan. Anda biasanya mendapat kedua-duanya, "kata Patel. Laluan ini selalunya dalam saraf yang sama yang dirangsang.

Jalan yang meninggalkan otak dan pergi ke organ lain, yang dipanggil laluan efferen, adalah yang merangsang sistem pengoksidaan dan membantu melegakan keadaan keradangan kronik. Yang pergi ke otak, yang dipanggil laluan afferent, jika dirangsang, akhirnya membawa kepada hipotalamus, kawasan berukuran kacang di pusat otak. Itu mencetuskan rantai tindak balas hormon, akhirnya melepaskan sitokin, molekul pesanan yang mempromosikan keradangan.

"Anda mendapat tindak balas keradangan yang tinggi apabila anda merangsang laluan afferent, yang secara aktif menyampaikan maklumat tentang keadaan dalaman anda dan mencetuskan sistem imun jika diperlukan," kata Patel. "Dan jika pesakit sudah berada dalam keadaan kekebalan hiperaktif, anda tidak mahu menolaknya lagi."

Merangsang ke bawah (efferent), sementara menghalang aktiviti saraf vagus ke atas (afferent) mengekalkan kesan yang baik sambil menghalang kemungkinan kesan buruk. Pada haiwan yang menerima rawatan ini, ujian darah menunjukkan bahawa keradangan ketara menurun. Paling penting, rawatan ini boleh dihidupkan atau dimatikan, dan disesuaikan dengan keperluan setiap pesakit.

Institut Kesihatan Nasional dan Yayasan Kawan Ian membiayai kerja.

sumber: Georgia Tech

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon