神经科学家开发了一种单独刺激脑细胞的技术
一个由William & 玛丽神经科学家组成的研究小组开发了一种“搜索并摧毁”的方法，可以识别并摧毁单个脑细胞。这是一项佳博体育技术，研究人员希望在理解累积性和进行性细胞损失如何影响神经功能方面取得重要进展。
威廉玛丽大学应用科学副教授克里斯托弗·德尔·内格罗（Christopher Del Negro）解释说，这项工作对增进对神经科学中包括神经退行性疾病在内的广泛问题的理解具有重大意义。该团队还包括研究生王雪英和前应用科学研究生约翰·海斯。该研究结果发表在最近一期的《美国国家科学院院刊》上，题为“体外呼吸中间神经元的累积损伤破坏和排除运动节律”。
他解释说，这个过程可以用来研究致力于各种功能的脑细胞如何在网络中协同工作。William & 玛丽研究小组专注于神经呼吸控制中心，即pre-Bötzinger复合体，尽管这项技术在研究其他神经运动功能（如运动或咀嚼）方面可能很有价值，这些功能的节奏取决于被称为中枢模式产生网络的协调细胞群。德尔内格罗说，他的研究小组的工作将使人们对呼吸的神经学有更深入的了解，这有一天可能会帮助临床医生治疗患有神经退行性疾病的病人。
“有很多神经系统疾病。其中最著名的是阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症，也被称为卢伽里克病。这些疾病都是致命的。”德尔内格罗说。“然而，帕金森氏症和阿尔茨海默氏症患者很少死于他们所患的疾病。他们实际上死于呼吸衰竭。”
他解释说，像帕金森氏症这样的疾病主要攻击纹状体中的神经元，即大脑的上层。“但也有附带损害。整个中枢神经系统的神经元都在死亡，包括髓质的呼吸部分，脑干的下部。”“当患者患有帕金森病时，你会发现运动缺陷，而不是呼吸缺陷，但在某些时候，这个人可能会停止呼吸。”
这项新的体外技术允许研究人员通过识别和杀死单个脑细胞来绘制神经网络功能逐渐丧失的图表。德尔·内格罗解释说，这一过程模拟了神经退行性疾病的细胞逐渐丧失的特征。
“这是在佳博体育的培养皿中模拟疾病的一种方法，”他说。“这是一种工具，可以用来建模、模拟，并有可能更好地了解大脑中的疾病进展。”
德尔内格罗指出，“搜索和破坏”技术在佳博体育中也很有效，因为它使用同一种仪器来检测和破坏单个细胞。他把这项创新归功于海耶斯，海耶斯现在与法国国家科学研究中心合作。
“我们的系统使用激光显微镜来观察脑组织并检测单个脑细胞，”德尔内格罗解释说。“然后它把显微镜变成一个破坏性的设备，我们回去杀死它以前检测到的细胞。当它这样做的时候，它会监控网络的功能。”
他们的研究是由美国国立卫生研究院资助的，研究表明pre-Bötzinger复合体在大约18%的神经元死亡后失去了呼吸所必需的节律功能。德尔内格罗警告说，这些结果可能不能直接应用于控制其他大脑功能的其他神经网络，但他说，研究大脑许多不同区域的研究人员可以使用这项技术。
他说：“我们正在把这项技术输出到其他佳博体育，这样他们就可以学习我们是怎么做的，然后自己动手做。”
