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MIT: trépidente lumière silences hyperactif neurones - travail pourrait conduire à un traitement non chirurgical de l'épilepsie, Parkinson

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Les scientifiques du MIT Media Lab ont inventé une manière de silence réversible cerveau des cellules via des impulsions de lumière jaune, offrant ainsi une perspective de contrôle de l'activité des neurones est incomplète qui se produit dans les maladies telles que l'épilepsie et la maladie de Parkinson.

Souvent ces maladies doivent être traitées que par l'élimination des neurones feu incorrectement. La nouvelle MIT recherche pourrait conduire au développement de prothèses optiques cerveau pour contrôler les neurones, ce qui élimine la nécessité d'une intervention chirurgicale irréversible.

«Dans l'avenir, le contrôle de la structure de l'activité des neurones très spécifiques peuvent permettre à des traitements pour les maladies neurologiques et psychiatriques, avec peu ou pas d'effets secondaires», a déclaré Edward Boyden, professeur adjoint dans le programme en arts médiatiques et des sciences et chef du Media Lab Neuroengineering et Neuromédia nouveau Groupe.

Boyden Media Lab et de recherche affilié Xue Han publié leurs résultats dans le numéro de mars 21 numéro de la revue en ligne Public Library of Science ONE (PLOS).

Le travail profite d'un gène appelé halorhodopsin trouvée dans une bactérie qui se développe dans l'eau très salée, comme le Great Salt Lake dans l'Utah. Dans la bactérie, Natronomas pharaonis, le gène codant pour une protéine qui sert de lumière activé par le chlorure de la pompe, ce qui contribue à rendre la bactérie énergie.

Lorsque les neurones sont conçus pour exprimer l'halorhodopsin gène, les chercheurs peuvent inhiber leur activité par une lumière jaune qui brille sur eux. Light active le chlorure de pompes, qui poussent les ions chlorure dans les neurones, abaissant leur tension et leur tir silencieux.

Que effet inhibiteur peut être extrêmement utile dans le traitement des maladies causées par des out-of-control neurone tir, dit Boyden. "Dans ces maladies, l'inhibition est plus directe que l'excitation, parce que vous pouvez éteindre les circuits neuronaux qui se comportent de façon irrégulière", at-il dit.

De nombreux patients atteints d'épilepsie ont implanté des électrodes qui donnent régulièrement leur cerveau secousse électrique, agissant comme un défibrillateur pour éteindre hyperactif neurones. Cette nouvelle recherche ouvre la possibilité d'un implant optique que pourrait faire la même chose, en utilisant la lumière au lieu de l'électricité. Le Media Lab neuroengineering groupe a prévu de commencer l'étude de ces dispositifs dans les souris transgéniques cette année.

Le groupe a également l'intention d'utiliser la nouvelle méthode d'étude des circuits neuronaux. L'année dernière, Boyden conçu une technique permettant de stimuler les neurones par la lumière bleue brille sur eux, donc avec une lumière jaune et bleu, les chercheurs peuvent maintenant exercer un contrôle sur l'exquis stimulation et l'inhibition des neurones individuels.

Apprendre davantage sur les circuits neuronaux impliqués dans l'épilepsie pourrait aider les scientifiques à développer des dispositifs qui peuvent prédire le moment où une crise est sur le point de se produire, ce qui permet un traitement (soit de choc ou de la lumière) à être administré uniquement en cas de besoin, dit Boyden.

Cette technique offre également un moyen d'étudier d'autres maladies du cerveau, ainsi que des circuits normal du cerveau, qui offre un aperçu de régions du cerveau et des neurones contribuer à des comportements spécifiques ou états pathologiques, dit Boyden.

Halorhodopsin Le gène a été initialement découvert dans les années 1980, mais Boyden ne pense pas son plein potentiel avait été explorée. La protéine exprimée par le gène s'est avéré avoir exactement les caractéristiques adéquates pour le rendre utile à l'inhibition des neurones.

«Souvent, si vous êtes patient et de réfléchir sur ce que vous voulez faire, vous pouvez trouver une molécule qui est très proche de ce que vous voulez, et avec un peu de chance il se terminera à travailler», dit Boyden.

Halorhodopsin Le travail est l'un des premiers projets du Media Lab Neuroengineering et Neuromédia groupe qui s'est formé il ya environ six mois afin de renforcer le Media Lab de l'étude de la relation corps-cerveau.

«Le Media Lab a toujours été intéressés à l'étude de l'interface entre les gens et le monde», dit Boyden, "mais maintenant, les gens sont intéressés à faire l'interface entre le cerveau et les organes dans le monde."

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Article adapté par Medical News Today de l'original du communiqué de presse.
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La recherche a été financée par un donateur anonyme, le MIT Media Lab et de la Fondation Helen Hay Whitney.

Personne-ressource: Elizabeth Thomson
Massachusetts Institute of Technology

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