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柔软的光纤可在身体移动和伸展时阻断疼痛

本站发布时间:2023-11-21 14:38:02

科学家们发明了一种新的方法来治疗神经损伤 

麻省理工学院的工程师已经开发出一种可移植的纤维,这种纤维可以通过身体向主要神经输送光当这些神经细胞被操纵以响应光时,受体可以向神经发送脉冲以抑制疼痛光学纤维是可反射的,并与身体接触 

这种新型纤维是一种实验工具,科学家可以使用它来探索外周神经或非神经模型的原因和潜在的治疗方法周围神经痛可发生在大脑和脊椎受损的情况下,导致四肢刺痛、麻木和疼痛据估计,欧洲外围运动对美国超过2000万人产生了影响 

“目前用于研究神经递质的设备是由能抑制运动的坚硬材料制成的,因此我们可以;如果涉及疼痛,治疗和恢复都很困难。”;阿默斯特麻省理工大学生物医学工程助理教授、麻省理工学院博士后刘思远说“我们的纤维可以适应他们工作中的神经运动,同时不会减轻受试者的情绪这可以给我们提供更精确的信息&”

“现在,人们已经掌握了与外部神经系统相关的疾病,包括动态、自然和未经训练的疾病。”;添加XinyeLiuPhD&rsquo的;22岁,她不是密歇根州立大学(MSU)的学生 

详细信息;出现在自然方法 ;Rao’sandLiu;MIT的合著者包括TharvaShahasrabudhe,农业化学;赵宣和,机械工程与土木环境工程教授;和材料科学与工程教授Polina Anikeeva,以及密歇根州立大学、麻省大学阿默斯特分校、哈佛医学院和国家卫生研究所的其他人

在边界上

新闻研究报告;我想扩展和利用基因工程光遗传学是一种通过再生工程使神经对光做出反应的技术暴露在至少一个激活或抑制病毒的地方,这可以让科学家了解病毒的工作和与周围环境的互动 

神经科学家应用遗传药理学来追踪神经通路,以治疗包括言语、帕金森氏症;sdisease和oodandsleepisorders—导致针对这些情况进行治疗的信息 

目前,光遗传学已经在大脑中得到了初步的研究,这是一种缺乏受体的治疗方法,这允许相对较少的器官植入然而,该装置仍会损伤神经组织麻省理工学院的团队想知道这项技术是否可以扩展到室外的容器中与脊椎和脊髓一样,外周系统中的神经也会经历地理损伤,包括分离性、运动神经损伤和一般性麻木和疼痛 

光遗传学可以帮助神经科学家确定外周神经肿胀的具体原因,以缓解这种情况但是,在下雨之后实施这项技术是一项艰巨的任务外围服务体验不断从周围肌肉和问题中推挤和拔出如果在实验室重复使用刚性硅器件,它们将限制最小的;圈套运动和潜在的慢性组织损伤  

晶体和光线

搜索引擎找到了一个可以与机身一起工作和移动的替代方案他们的新设计是由水凝胶制成的柔软、可拉伸、透明的纤维—这是一种由聚合物和水组成的生物相容性混合物,其治疗方法是通过类似果冻的阿莫尔溶液来制备聚合物的微小纳米晶体 

纤维包含两层—acoreandaoutershellor;包层”该团队将各层的溶液混合,生成特定的晶体范围这种安排使每一层都具有特定的、不同的断裂指数,并使每一个层都能从逃生通道或图案通道穿过森林 

该团队在小鼠中测试了光学纤维,这些小鼠的基因被修饰为对应于会激发神经乳酸的蓝光或会抑制其活性的黄光因为即使在适当的位置种植了纤维,小鼠也能够在轮子上自由活动经过两个月的车轮练习,总计约30000个周期,研究人员发现,该自行车仍然具有强大的抗疲劳性,并且可以有效地传递光线以触发肌肉控制 

团队随后使用黄色激光器,并通过集成光纤进行清理使用标准的实验室程序来评估这种抑制作用,他们观察到,与没有用光刺激的老鼠相比,冰对油漆更不敏感该纤维能够显著抑制光刺激小鼠的坐骨神经痛 

研究人员将纤维作为一种新的工具,可以帮助科学家识别疼痛和其他外周神经损伤的可能性

“Wearefocusingthefibrasan新神经科学技术,”;刘说 “我们希望能帮助剖析人类神经系统疼痛的机制随着时间的推移,我们的技术可能有助于识别慢性疼痛和其他衰弱条件下的快速机制治疗,如有效的生成或损伤&”

这项研究得到了;国家卫生研究所、国家科学基金会、美国S军事研究办公室,麦戈文研究所,霍克TanandKLisaYang自闭症研究中心LisaYang Brain BodyCenter和BrainandBehaviorResearchFoundation


来源:

Materials provided by
Massachusetts Institute of Technology. Original written by Jennifer Chu.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Xinyue Liu, Siyuan Rao, Weixuan Chen, Kayla Felix, Jiahua Ni, Atharva Sahasrabudhe, Shaoting Lin, Qianbin Wang, Yuanyuan Liu, Zhigang He, Jingyi Xu, Sizhe Huang, Eunji Hong, Todd Yau, Polina Anikeeva, Xuanhe Zhao.
    Fatigue-resistant hydrogel optical fibers enable peripheral nerve optogenetics during locomotion. Nature Methods, 2023; DOI: 10.1038/s41592-023-02020-9

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