Новое исследование выявило специфичные для нейронов реакции на электрическую стимуляцию

Новое исследование ученых из группы мозга и сознания Института Аллена и Сидарс-Синай дает беспрецедентный взгляд на то, как нейроны реагируют на электрическую стимуляцию (ES). Различные типы нейронов не были однородными, они демонстрировали различные модели «синхронизации» с электрическими полями. Эти закономерности различаются в зависимости от скорости доставки ES.

находки, опубликовано в нервные клеткиЭта технология может помочь врачам точно определить, где, когда и как применять ЭС к мозгу, говорит доктор Су-Юн Ли, первый автор исследования и главный научный сотрудник Института Аллена.

«Благодаря этому исследованию мы теперь имеем гораздо лучшее представление о том, какие типы стимуляции действуют на определенные классы клеток», — сказала она. «Мы можем использовать эти знания для разработки более эффективных способов использования электрической стимуляции для лечения расстройств».

Используя образцы тканей мышей и людей, исследовательская группа доставила колебательные волны ES на расстояние десятков микрометров от отдельных нейронов. Это исключительное разрешение позволило беспрецедентно взглянуть на эффект электростимуляции на уровне отдельных клеток. Они наблюдали сильные реакции, специфичные для классов клеток. Возбуждающие нейроны синхронизировали свою активность с медленными и быстрыми частотами стимуляции, тогда как тормозные нейроны реагировали преимущественно на быстрые частоты.

Эти реакции, специфичные для конкретной категории, важны, поскольку они показывают, что настройка частоты стимуляции позволяет избирательно воздействовать на разные нейроны, сказал Ли. Это открытие может привести к более точным методам лечения нейронной активности.

Например, она отмечает, что тормозные нейроны, экспрессирующие белок парвальбумин, участвуют в эпилепсии и когнитивных нарушениях. Это исследование показывает, что эти классы клеток наиболее чувствительны к определенным частотам. Будущие методы лечения позволят разработать ЭС для более эффективного лечения рецидивов, что может улучшить результаты и уменьшить побочные эффекты.

Помимо клинических последствий, исследование также выявило универсальную истину о том, как работают нейроны, добавил Ли. Независимо от класса клеток, области коры или вида нейроны обладают замечательной способностью синхронизироваться с внешним электрическим полем.

Это универсальное свойство сочетается с удивительным клеточным разнообразием мозга, и новое понимание этих основных механизмов может изменить наш подход к лечению сложных заболеваний головного мозга, сказал Ли.