在神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病中，例如肌萎縮側(cè)索硬化癥 (ALS)，無法再向肌肉發(fā)送命令。這逐漸導(dǎo)致癱瘓。德國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 的物理學(xué)家 Thomas Herrmannsdörfer 博士和德累斯頓工業(yè)大學(xué)的醫(yī)生 Richard Funk 教授提出了利用磁場(chǎng)選擇性地恢復(fù)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的想法。最初的實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果證明他們是正確的，并鼓勵(lì)他們進(jìn)一步推進(jìn)他們的項(xiàng)目并規(guī)劃一個(gè)原型治療設(shè)施。
在健康人中，所謂的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元——大腦皮層、腦干??和脊髓中的特殊神經(jīng)細(xì)胞——為骨骼肌提供運(yùn)動(dòng)信號(hào)。對(duì)于 ALS，這些神經(jīng)元受到嚴(yán)重?fù)p傷，不再傳輸信號(hào)。結(jié)果，肌肉因?yàn)闊o法接受指令而逐漸萎縮，無法再發(fā)揮作用。最初的癥狀通常是手臂和腿的問題，在一些患者中，這種疾病還表現(xiàn)為言語障礙或吞咽困難。
盡管 ALS 已為人所知大約一百年，但還沒有治愈的希望。只有藥物療法可以緩解癥狀和減緩疾病的進(jìn)展。兩位德累斯頓科學(xué)家 Richard Funk 和 Thomas Herrmannsdörfer 現(xiàn)在正在與他們的團(tuán)隊(duì)一起尋求一種全新的方法。他們想使用磁場(chǎng)脈沖重新激活運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。
每個(gè)人體細(xì)胞及其所有成分，即細(xì)胞器，都具有電荷、電勢(shì)。與此同時(shí)，研究已經(jīng)發(fā)展到可以使用電敏染料在顯微鏡下對(duì)膜電位的變化進(jìn)行成像。這使研究人員能夠觀察細(xì)胞以及細(xì)胞器如何根據(jù)不同的電位相互交流。當(dāng)電場(chǎng)以及因此相關(guān)的通信有缺陷時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致異常發(fā)展，并且在最壞的情況下會(huì)導(dǎo)致功能缺陷。“因?yàn)槲覀冎离娏鲿?huì)流動(dòng)，我們也知道必須可以選擇性地進(jìn)行干預(yù)，”Richard Funk 解釋說。因此，這個(gè)想法誕生了，以進(jìn)行電磁干預(yù)。
培養(yǎng)皿研究
為了測(cè)試他們的方法，兩位科學(xué)家同時(shí)在 HZDR 組建了一個(gè)由經(jīng)驗(yàn)豐富的細(xì)胞生物學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)，將人類皮膚細(xì)胞重新編程為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。研究人員使用來自健康個(gè)體和 ALS 患者的細(xì)胞。他們還檢查了取自 ALS 患者的細(xì)胞培養(yǎng)物中來自疾病不同階段的細(xì)胞樣本。將制備好的細(xì)胞置于培養(yǎng)皿中并暴露于不同的磁場(chǎng)中。“我們可以在我們的實(shí)驗(yàn)中證明，某些脈沖和頻率參數(shù)可以改善在 ALS 中被破壞的神經(jīng)過程中的傳輸，”Herrmannsdörfer 高興地說。例如，觀察到線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)的刺激，這對(duì)神經(jīng)元功能至關(guān)重要。線粒體被認(rèn)為是細(xì)胞的動(dòng)力源，負(fù)責(zé)有機(jī)體的能量供應(yīng)。此外，科學(xué)家們可以證明，磁場(chǎng)可以加速神經(jīng)過程的生長(zhǎng)。
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