科学家找到了一种让瘫痪者重新行走的方法

科学家找到了一种让瘫痪者重新行走的方法研究人员早在9月就发表了他们的发现。然而，这一发现在最近几周再次登上头条。这是因为能够恢复瘫痪者的行走能力是一个游戏规则的改变。该研究围绕着一个被脊髓刺激激活和重塑的神经元展开。为了研究该神经元在恢复行走能力和治愈瘫痪方面的有效性，研究人员从小鼠开始研究。该研究展示了该小组到底需要刺激哪些神经来达到预期的效果。从那里，研究人员在九名患有慢性脊柱损伤的志愿者身上测试了他们的发现。所有志愿者都恢复了他们的行走能力。科学家们发现了恢复瘫痪者行走能力的方法图片来源。图源：NeuroRestore脊柱受伤导致腿部瘫痪的最大原因之一是大脑与脊柱中协调行走的神经细胞之间的信号中断了。该领域先前的研究表明，对脊柱的电刺激可以逆转腿部瘫痪并恢复行走能力。但科学家们并不确定它到底是如何工作的。不过现在，这项最新研究背后的神经科学家已经设法弄清楚究竟是哪种神经细胞负责恢复行走能力。从那里，使用手术植入的神经递质来刺激脊髓的那一部分。志愿者们接受了五个月的模拟和康复训练，每周最多五次。结果是什么？所有的志愿者都能够在助行器的帮助下迈出步伐。当然，在我们称之为完全治愈腿部瘫痪之前，仍有许多工作和研究要做。但这是朝着正确方向迈出的一步，至少科学家们正在寻找越来越多的方法来为那些可能已经失去行走能力的人恢复这种能力。在其他地方，科学家已经创造了一种大脑植入物，可以帮助瘫痪病人用iPhone手机打字，而且不需要像其他一些选项那样需要手术。了解更多：https://actu.epfl.ch/news/scientists-identify-neurons-that-restore-walking-a/...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332627.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332627.htm

靶向基因疗法帮助完全瘫痪的小鼠重新行走

靶向基因疗法帮助完全瘫痪的小鼠重新行走用一个过时的科技术语来说，脊髓是人体的信息高速公路。大脑和身体其他各部分之间的信息以难以置信的速度沿着粗大的神经束向上传递。因此，对这一通道造成的损害可能会使人衰弱，使患者受影响的部位失去知觉或活动能力。毫不奇怪，寻找修复这些损伤的新方法是一个关键的研究领域，最近的研究发现，使用绕过损伤区域的植入物、神经细胞移植以及有助于刺激神经再生的蛋白质、分子或化合物取得了一些成功。EPFL团队此前曾设法利用基因疗法再生神经纤维，但成效有限。该研究的资深作者马克-安德森（MarkAnderson）说："五年前，我们证明了神经纤维可以在解剖学上完整的脊髓损伤中再生。但我们也意识到，这还不足以恢复运动功能，因为新纤维无法连接到病变另一侧的正确位置。"为了解决这个问题，研究人员研究了脊髓部分损伤后的自然修复过程。利用一种名为单细胞核RNA测序的技术，研究小组确定了恢复运动功能需要修复的特定轴突，以及它们如何在损伤的另一侧找到正确的目标。通过分析，研究人员开发出一种新的基因疗法，它能同时通过几种方式促进神经的重新连接。这种疗法能激活某些神经元的生长程序，使关键神经纤维再生；上调某些蛋白质，帮助神经元在受损组织中生长；并添加一些分子，引导这些再生神经到达另一侧的目标。基因疗法后，受伤小鼠能够恢复行走能力EPFL在对脊髓完全损伤的小鼠进行的测试中，研究小组发现，接受治疗的动物在几个月内就恢复了行走能力，其步态与部分损伤后恢复的小鼠相似。虽然在将这种疗法应用于人类之前还有很多工作要做，但研究小组表示，这标志着向最终目标迈出了关键的一步。该研究的资深作者GrégoireCourtine说："我们预计，我们的基因疗法将与涉及脊髓电刺激的其他程序协同发挥作用。我们相信，治疗脊髓损伤的完整解决方案将需要两种方法--基因疗法来重新生长相关的神经纤维，脊髓刺激来最大限度地提高这些神经纤维和损伤下方脊髓产生运动的能力。"这项研究发表在《科学》杂志上。研究小组在下面的视频中介绍了这项工作。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386183.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386183.htm

战胜 "不可能" - 科学家通过脊髓再生逆转瘫痪

战胜"不可能"-科学家通过脊髓再生逆转瘫痪下胸椎脊髓再生突起投射到行走执行中心的全脊髓可视化。图片来源：EPFL/.Neurorestore当小鼠和人类的脊髓部分受损时，最初的瘫痪会随之出现广泛的、自发的运动功能恢复。然而，脊髓完全损伤后，脊髓的这种自然修复就不会发生，也就无法恢复。严重损伤后的有效恢复需要促进神经纤维再生的策略，但这些策略成功恢复运动功能的必要条件仍然难以捉摸。这项研究的资深作者马克-安德森（MarkAnderson）说："五年前，我们证明了神经纤维可以在解剖学上完整的脊髓损伤中再生。但我们也意识到，这还不足以恢复运动功能，因为新纤维未能连接到病变另一侧的正确位置。"安德森是.NeuroRestore公司中枢神经系统再生部主任，也是Wyss生物和神经工程中心的科学家。下胸椎脊髓再生投射到行走执行中心的全脊髓可视化。图片来源：EPFL/.Neurorestore科学家们与加州大学洛杉矶分校（UCLA）和哈佛大学医学院的同行合作，利用日内瓦EPFL校园生物技术设施的先进设备进行了深入分析，并确定了哪种类型的神经元参与了部分脊髓损伤后的脊髓自然修复。该研究的第一作者乔丹-斯奎尔（JordanSquair）说："我们利用单细胞核RNA测序法进行的观察不仅揭示了必须再生的特定轴突，而且还揭示了这些轴突必须与它们的天然目标重新连接才能恢复运动功能。"研究小组的研究成果发表在2023年9月22日出版的《科学》（Science）杂志上。他们的发现为设计多管齐下的基因疗法提供了依据。科学家们激活了小鼠体内已确定神经元的生长程序，使其神经纤维再生；上调特定蛋白质，支持神经元穿过病变核心生长；并施用引导分子，将再生神经纤维吸引到损伤下方的天然靶点。"Squair说："当我们设计一种治疗策略，复制部分损伤后自发发生的脊髓修复机制时，我们受到了大自然的启发。下胸椎脊髓再生突起投射到行走执行中心的全脊髓可视化。图片来源：EPFL/.Neurorestore解剖学上脊髓完全损伤的小鼠恢复了行走能力，表现出的步态与部分损伤后恢复自然行走的小鼠的步态相似。这一观察结果揭示了再生疗法成功恢复神经创伤后运动功能的一个未知条件。这项研究的资深作者、.NeuroRestore公司的负责人GrégoireCourtine和JocelyneBloch说："我们希望我们的基因疗法能与我们其他涉及脊髓电刺激的程序协同发挥作用。我们认为，治疗脊髓损伤的完整解决方案需要两种方法--基因疗法和脊髓刺激，前者用于重新生长相关神经纤维，后者用于最大限度地提高这些纤维和损伤部位脊髓产生运动的能力。"虽然在这种基因疗法应用于人体之前还必须克服许多障碍，但科学家们已经迈出了第一步，正在开发必要的技术，以便在未来几年实现这一创举。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386299.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386299.htm

科学家发现成人大脑中生成新的神经元的原理

科学家发现成人大脑中生成新的神经元的原理齿状回（大脑颞叶海马结构的一部分）中新产生的神经元（红色）与细胞核（蓝色）和未成熟神经元的标记物（绿色）。资料来源：Knobloch实验室-UNIL成年大脑的一些区域含有静止的或休眠的神经干细胞，它们有可能被重新激活以形成新的神经元。然而，人们对从静止状态到增殖的过渡仍然知之甚少。由日内瓦大学(UNIGE)和洛桑大学(UNIL)的科学家领导的一个团队发现了细胞代谢在这一过程中的重要性，并确定了如何唤醒这些神经干细胞并重新激活它们。生物学家们成功地增加了成年甚至老年小鼠大脑中新神经元的数量。这些结果对治疗神经退行性疾病很有希望，将在《科学进展》杂志上发现。这种生物现象被称为成人神经生成，对学习和记忆过程等特定功能非常重要。然而，在成人大脑中，这些干细胞变得更加沉默或''休眠''，并降低了它们的更新和分化能力。因此，随着年龄的增长，神经发生明显减少。日内瓦大学理学院分子和细胞生物学系名誉教授让-克劳德-马蒂努（Jean-ClaudeMartinou）和生物和医学系生物医学科学副教授马伦-克诺布洛赫（MarlenKnobloch）的实验室发现了一种代谢机制，成年NSCs可以从其休眠状态出现并变得活跃。"我们发现线粒体--细胞内产生能量的细胞器--参与调节成年NSCs的激活水平，"UNIL的研究员FrancescoPetrelli和ValentinaScanDELLa，这项研究的共同第一作者表示。线粒体丙酮酸转运体（MPC）是Martinou教授小组11年前发现的一种蛋白质复合物，在这种调节中发挥着特殊作用。它的活性影响着细胞可以使用的代谢选择。通过了解区分活跃细胞和休眠细胞的代谢途径，科学家可以通过改变线粒体代谢来唤醒休眠细胞。现在，生物学家已经通过使用化学抑制剂或通过生成Mpc1基因的突变小鼠来阻断MPC的活性。利用这些药理学和遗传学方法，科学家们能够激活休眠的NSCs，从而在成年甚至老年小鼠的大脑中产生新的神经元。通过这项研究工作表明，代谢途径的重定向能够直接影响成年NSCs的活动状态，从而影响新神经元的生成数量，该研究的共同第一作者Knobloch教授总结说。"这些结果为细胞代谢在调节神经发生方面的作用提供了新的启示。从长远来看，这些结果可能会带来对抑郁症或神经退行性疾病等疾病的潜在治疗方案。"该研究的共同主要作者Jean-ClaudeMartinou总结道。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348035.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348035.htm

科学家改变神经元的内在行为以治疗癫痫等神经系统疾病

科学家改变神经元的内在行为以治疗癫痫等神经系统疾病SEAS生物工程助理教授、该研究的共同第一作者刘佳说："我们设想这项技术将为神经科学和行为研究提供高时空分辨率控制神经元的新机会，并开发新的神经系统疾病治疗方法。"光遗传学，即利用光来刺激或抑制神经元，长期以来有望彻底改变研究和治疗由神经元兴奋性过高或过低引起的神经系统疾病。然而，目前的光遗传学技术只能在短期内改变神经元的兴奋性。一旦灯光关闭，神经元就会恢复到原来的行为。纳米技术的最新进展，包括刘和他的团队开创的灵活、可植入的纳米电子技术，有可能长期改变神经元的行为，但这些设备需要植入大脑，而且不能被编程为针对参与疾病的特定神经元。一个神经元的兴奋性由两个主要部分控制--其离子通道的传导性和细胞膜储存电荷的能力，即电容。大多数光遗传学技术以离子通道的传导性为目标，通过打开或关闭一组特定的通道来调控神经元的兴奋性。这种方法可以有效地调整神经元的兴奋性，但只是暂时的。可以把神经元想象成一个电阻-电容电路，把细胞膜想象成一个电介质材料。就像任何电路一样，如果改变材料的电容--在这种情况下是细胞膜--可以长期改变电路的内在兴奋性，从高兴奋性变为低兴奋性，反之亦然。为了改变细胞膜的电容，刘佳与麻省理工学院化学系ThomasD.andVirginiaCabot助理教授XiaoWang合作，使用了对光敏感的酶，这些酶可以在细胞膜的表面触发绝缘或导电聚合物的形成。这些酶可以被设计成针对特定神经元的细胞膜，酶附着在指定的膜上，研究人员使用蓝色波长的光照亮神经元，在几分钟内触发膜上绝缘或导电涂层的生成。他们证明，具有绝缘聚合物涂层的神经元变得更加兴奋，而具有导电聚合物涂层的神经元变得不那么兴奋。研究人员发现，他们可以通过调整光照时间来调整兴奋性--神经元暴露在光照下的时间越长，涂层的绝缘性或导电性就越强。研究小组还表明，兴奋性的变化持续了三天--只要他们能在培养皿中保持神经元的活力。接下来，研究小组的目标是用脑组织切片和动物来测试这种方法。这项工作的总体目标是实现范式转变，将功能材料、结构和设备整合到具有亚细胞和细胞类型特异性的活体神经系统中，这将允许精确操纵亚细胞电化学特性，重塑活体神经系统中神经元的兴奋性。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335951.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335951.htm

人工3D脊髓组织或可让瘫痪者重新行走

人工3D脊髓组织或可让瘫痪者重新行走（早报讯）以色列特拉维夫大学研究人员在世界上首次人工合成3D人体脊髓组织，这一技术或可让瘫痪者重新行走。新华社报道，以色列特拉维夫大学周一（2月7日）发布声明说，该校Sagol再生生物技术中心的研究人员利用人体材料和细胞设计出3D人体脊髓组织，并将其植入患有慢性瘫痪的实验室模型中，结果显示实验室模型恢复行走能力的成功率约为80%。这一技术使用患者腹部的脂肪组织样本。研究人员将脂肪组织中的细胞从细胞外基质中分离出来后，利用基因工程对细胞重新编程，通过模拟人类胚胎脊髓发育的过程，将其转化为包含运动神经元的神经网络3D植入物。声明说，该校研究人员正为3D脊髓组织的临床试验做准备，研究人员希望在几年内将这一组织植入瘫痪者体内，使其能够再次站立和行走。研究成果已发表在德国《先进科学》杂志上。发布：2022年2月8日3:44PM