這種植入物摧毀迷走神經恰到好處的炎症

這種植入物摧毀迷走神經恰到好處的炎症

植入式設備 - 有點像起搏器 - 電刺激迷走神經,同時有針對性地抑制不需要的神經活動。

已經在私人工業中成功地在人類中測試了針對慢性炎症的迷走神經刺激治療形式,目的是使它們可供患者使用。 但佐治亞理工學院研究人員的創新增加了抑制信號,可以提高現有治療的臨床療效和治療效益。

“我們使用頻率為千赫茲的電極,除了刺激神經活動的電極外,還能阻止不需要的神經傳導,”首席研究員羅伯特·布特拉說,他是電氣和計算機工程學院和生物醫學工程系的聯合任命教授。 “我們已經將兩者放在彼此附近,因此阻擋電極迫使刺激電極的刺激只向一個方向發展。”

理論上,研究人員的創新可以通過增加現有的臨床設備來相對快速地實施。 到目前為止,大鼠的測試已經取得了非常令人鼓舞的結果,並且它們已經實現,而沒有採取其他實驗中值得注意的更嚴厲的措施來優化這種治療 - 例如迷走神經切斷術,切除部分迷走神經。

“最初研究動物對迷走神經刺激的抗炎作用,採取神經橫斷,以實現定向刺激,並提高神經刺激的效果。 但由於其監測和調節的多種重要身體功能,切割迷走神經在臨床上不可行。

“我們的方法提供相同的治療益處,但也可立即可逆,可控,臨床可行,”首席研究員,生物工程研究生Yogi Patel說。

“我們稱之為虛擬迷走神經切斷術,”Butera說。


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Patel,Butera及其同事在期刊上報告了他們的研究結果 科學報告.

什麼是迷走神經?

要了解這種新的生物電子微調是如何工作的,讓我們從迷走神經本身開始。

它位於脊柱外部,兩側各有一部分沿著頸部前方延伸。 它很容易被遺忘,因為雖然它確實幫助你感受到一些有限的感覺,如來自少數內臟的疼痛和熱量,但這些感覺並不像你伸出手觸摸某些東西時那樣明顯和普遍。

您的自願或軀體神經系統負責觸及,觸摸和感覺,迷走神經屬於您的非自主神經系統 - 實際上稱為自主神經系統。 雖然你可能不那麼有意識地體驗到這種效果,但如果沒有迷走神,你就無法生存。

“迷走神經傳達了與內臟器官的狀態和功能有關的大量信息 - 你的消化道,你的心臟,你的肺部,你所吃的營養素的信息 - 體內平衡所需的任何東西(生理平衡),”帕特爾說。 。

迷走神經是大腦的重要功能控制中心和內臟器官之間的生命線,在你的下丘腦和器官之間不斷傳遞信息,以控制脈搏和呼吸,鼻竇潤滑和免疫反應的限制。

過度活躍的免疫反應

最後一個是炎症進入的地方,因為它是身體自然免疫反應的一部分。 但是,當免疫系統變得過度活躍時,它不僅可以攻擊病原體,還可以攻擊未感染的組織,就像患有類風濕性關節炎,腸易激綜合徵或克羅恩病等疾病的患者一樣。 基於藥物的療法往往不能顯著地使他們受益。

自主(非自主)神經系統的兩個部分 - 交感神經和副交感神經 - 強烈影響你的免疫系統。 迷走神經屬於副交感神經。

“這就像一個蹺蹺板系統。 你的交感神經系統有助於啟動免疫系統,副交感神經系統可以緩解它,“帕特爾說。

電刺激:利弊

刺激迷走神經支持這種緩和作用,但它也可以在某種程度上刺激刺激免疫反應的神經系統部分,如果你想要平靜它,這會適得其反。

“每條賽道都有一條來自大腦的路徑,一條進入大腦的路徑,當你用電刺激時,你通常無法控制你得到的是哪一條。 你通常會得到兩者,“帕特爾說。 這些路徑通常受到刺激的同一神經。

離開大腦並走向其他器官的路徑,稱為傳出途徑,是刺激免疫系統並緩解慢性炎症狀況的途徑。 進入大腦的那個,被稱為傳入通路,如果受到刺激,最終會導致下丘腦,一個位於大腦中央的豌豆大小的區域。 這觸發了一系列荷爾蒙反應,最終釋放細胞因子,促進炎症的信息分子。

“當你刺激傳入途徑時,你會得到更高的炎症反應,這些途徑正在積極地傳達有關你內部狀態的信息並在必要時觸發免疫系統,”帕特爾說。 “如果患者已經處於過度活躍的免疫狀態,那麼你就不想再推動它了。”

刺激向下(傳出),同時阻止向上(傳入)迷走神經活動保持良好效果,同時防止可能的不良影響。 在接受這種治療的動物中,血液檢查顯示炎症明顯減少。 最重要的是,這種治療可以打開或關閉,並根據每位患者的需要進行調整。

美國國立衛生研究院和伊恩的朋友基金會資助了這項工作。

資源: 佐治亞理工學院

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