在神經(jīng)系統(tǒng)的運動神經(jīng)元疾病中，例如肌萎縮側(cè)索硬化癥 (ALS)，無法再向肌肉發(fā)送命令。這逐漸導(dǎo)致癱瘓。德國國家實驗室 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 的物理學(xué)家 Thomas Herrmannsdörfer 博士和德累斯頓工業(yè)大學(xué)的醫(yī)生 Richard Funk 教授提出了利用磁場選擇性地恢復(fù)運動神經(jīng)元的想法。最初的實驗室研究結(jié)果證明他們是正確的，并鼓勵他們進一步推進他們的項目并規(guī)劃一個原型治療設(shè)施。
在健康人中，所謂的運動神經(jīng)元——大腦皮層、腦干??和脊髓中的特殊神經(jīng)細胞——為骨骼肌提供運動信號。對于 ALS，這些神經(jīng)元受到嚴(yán)重損傷，不再傳輸信號。結(jié)果，肌肉因為無法接受指令而逐漸萎縮，無法再發(fā)揮作用。最初的癥狀通常是手臂和腿的問題，在一些患者中，這種疾病還表現(xiàn)為言語障礙或吞咽困難。
盡管 ALS 已為人所知大約一百年，但還沒有治愈的希望。只有藥物療法可以緩解癥狀和減緩疾病的進展。兩位德累斯頓科學(xué)家 Richard Funk 和 Thomas Herrmannsdörfer 現(xiàn)在正在與他們的團隊一起尋求一種全新的方法。他們想使用磁場脈沖重新激活運動神經(jīng)元。
每個人體細胞及其所有成分，即細胞器，都具有電荷、電勢。與此同時，研究已經(jīng)發(fā)展到可以使用電敏染料在顯微鏡下對膜電位的變化進行成像。這使研究人員能夠觀察細胞以及細胞器如何根據(jù)不同的電位相互交流。當(dāng)電場以及因此相關(guān)的通信有缺陷時，這會導(dǎo)致異常發(fā)展，并且在最壞的情況下會導(dǎo)致功能缺陷。“因為我們知道電流會流動，我們也知道必須可以選擇性地進行干預(yù)，”Richard Funk 解釋說。因此，這個想法誕生了，以進行電磁干預(yù)。
培養(yǎng)皿研究
為了測試他們的方法，兩位科學(xué)家同時在 HZDR 組建了一個由經(jīng)驗豐富的細胞生物學(xué)家組成的團隊，將人類皮膚細胞重新編程為運動神經(jīng)元。研究人員使用來自健康個體和 ALS 患者的細胞。他們還檢查了取自 ALS 患者的細胞培養(yǎng)物中來自疾病不同階段的細胞樣本。將制備好的細胞置于培養(yǎng)皿中并暴露于不同的磁場中。“我們可以在我們的實驗中證明，某些脈沖和頻率參數(shù)可以改善在 ALS 中被破壞的神經(jīng)過程中的傳輸，”Herrmannsdörfer 高興地說。例如，觀察到線粒體轉(zhuǎn)運的刺激，這對神經(jīng)元功能至關(guān)重要。線粒體被認(rèn)為是細胞的動力源，負責(zé)有機體的能量供應(yīng)。此外，科學(xué)家們可以證明，磁場可以加速神經(jīng)過程的生長。
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