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Facendo uso di stimolo profondo del cervello per trattare malattia del Parkinson

Thought LeadersDr. Aryn GittisAssistant ProfessorCarnegie Mellor University

In questa intervista, Notizia-Medica ha parlato al Dott. Aryn Gittis di lei l'ultima ricerca sulla malattia del Parkinson e quanto in profondità lo stimolo del cervello potrebbe essere usato per contribuire a trattare questa malattia.

Potreste presentarti prego, ci dite circa il vostro sfondo nella malattia neurologica e che cosa ha ispirato la vostra ultima ricerca?

Il mio nome è Aryn Gittis.  Ho cominciato studiare la malattia del Parkinson poichè un postdoc nel 2008 e è stato il fuoco centrale del mio laboratorio dal cominciare alla Carnegie Mellon University nel 2012.

Le statistiche indicano che più di 10 milione di persone universalmente stanno vivendo con la malattia del Parkinson, eppure non c'è ancora maturazione. Perché è questo ed i che trattamenti sono attualmente disponibili contribuire ad alleviare i sintomi della malattia del Parkinson?

La malattia del Parkinson è un disordine complesso.  Nasce con la degenerazione dei neuroni della dopamina, che poi cambiamenti come le cellule cerebrali funzionano in tutto il cervello. Ciò lo rende duro calcolare quanto fuori come intervenire in un modo che ripara il movimento senza causare gli effetti secondari.  Poiché i pazienti non sviluppano spesso i sintomi del motore usati per la diagnosi fino a perdere quasi 70% della loro dopamina, il trattamento comincia tardi nel trattamento di malattia dopo che una serie di sistemi di cervello sono già commoventi.

Di conseguenza, non c' è l'un singolo trattamento che possa invertire tutti i sintomi del palladio.  Anche i trattamenti gradiscono il levodopa, che provano a riparare i livelli della dopamina, effetti secondari dei prodotti col passare del tempo perché il cervello sta adattandosi costantemente ai cambiamenti nel suo ambiente chimico.

Malattia di Parkinsons

Credito di immagine: Astrid Gast/Shutterstock.com

Che cosa è stimolo profondo del cervello (DBS) e perché ricercatori però non completamente capisce come funziona?

Lo stimolo profondo del cervello è una tecnica in cui un elettrodo è impiantato nel cervello e lo stimolo è usato per interrompere i ritmi anormali del cervello connessi con una malattia.

Che cosa sono alcuna delle limitazioni correnti a DBS e della sua applicazione a Parkinson?

Corrente, DBS funziona soltanto per alleviare i sintomi quando lo stimolo è sopra.  Non appena lo stimolo è spento, i sintomi ritornano.  Così il trattamento sta mascherando i sintomi, ma non sta fissando i problemi di fondo.

Corrente, in modo che i pazienti per ottenere il sollievo dai loro sintomi, devono ricevere la simulazione continua ma la vostra nuova ricerca può potere cambiare quello. Come avete permesso questo?

Abbiamo trovato un modo consegnare lo stimolo in un modo che è molto più specifico di che cosa è stato usato precedentemente.  Con il nostro approccio, 30 minuti di stimolo erano abbastanza per riparare il movimento e poi lo stimolatore potrebbe essere terminato per ore e ore senza ritorno di sintomi.

Potete descrivere come avete effettuato la vostra ultima ricerca su DBS e sulla malattia del Parkinson? Che cosa avete scoperto?

Le mie ricerche di laboratorio come le cellule cerebrali comunicano durante il movimento e perché la perdita di dopamina, come accade nella malattia del Parkinson, interrompe la loro comunicazione.  Con questa ricerca di base, abbiamo osservato come i tipi differenti di neuroni hanno risposto a stimolo elettrico ed abbiamo trovato una breve finestra, right after lo stimolo è stato acceso, dove alcuni neuroni accelerati ed alcuni hanno rallentato.  Ciò era lo stesso reticolo di attività neurale che aveva prodotto gli effetti terapeutici duraturi in uno studio precedente, ma che la ricerca è stata fatta facendo uso di una tecnica ha chiamato il optogenetics, che non è possibile per utilizzare in esseri umani.

Ma se lasciassimo lo stimolo sopra per più di alcuni secondi, tutti i neuroni si sono avvi accelerarsi e la specificità è stata persa. Ciò ha suggerito a noi che se modellassimo correttamente il nostro stimolo elettrico - facendo uso di brevi burst di stimolo, piuttosto che lo stimolo continuo come usato durante il DBS convenzionale, potremmo usare DBS per determinare un reticolo specifico di attività neurale che può indurre le risposte terapeutiche durature.

Quando abbiamo verificato questa idea in mouse Parkinsonian, abbiamo trovato che il burst-DBS ha aumentato il movimento allo stesso grado dei protocolli convenzionali di DBS, ma mouse permessi per continuare muoverci dopo che lo stimolo è stato spento, mentre i mouse che hanno ricevuto il protocollo convenzionale di DBS hanno smesso di muoversi non appena lo stimolo è stato spento.

Stimolo profondo del cervello

Credito di immagine: Teeradej/Shutterstock.com

In un mondo in cui molti scientifico e primo soccorso sono stati pagato alla pandemia in corso COVID-19, perché sono ancora appena come importante continuare a sollevare la consapevolezza per e la ricerca, le cause e le opzioni del trattamento per Parkinson?

La malattia del Parkinson è il secondo disordine neurologico comune dopo il morbo di Alzheimer e pregiudica quasi 1 milione di persone negli Stati Uniti.  Come le età della popolazione degli Stati Uniti, questo numero si pensa che aumenti.  Lo sviluppo rapido dei vaccini contro COVD-19 è stato fatto decadi dirette possibili di ricerca di base che poi è stata tradotta con velocità senza precedenti dalle associazioni state allineate attraverso i laboratori accademici, l'industria ed il governo.  

Piuttosto che deviando l'attenzione a partire dallo studio su altre malattie, la risposta del mondo a COVID dovrebbe servire da inspirazione per che cosa può fare quando andiamo tutto compreso sul trattamento della malattia.  COVID-19 probabilmente rimarrà nella circolazione per anni venire, ma la sua minaccia contro la salute pubblica diminuirà.

Per contro, i carichi di salute pubblica dalle malattie neurologiche e neuropsichiatriche stanno continuando a svilupparsi.  Ma la ricerca di base è là e se mettiamo a fuoco sulla traduzione del questo trattamento dal laboratorio di ricerca alla clinica, io pensa che vediamo le innovazioni importanti in come trattiamo queste malattie nel corso dei 10 anni futuri.

Come la vostra ricerca contribuirà ad avanzare significativamente la ricerca sulla malattia del Parkinson?

Abbiamo trovato un reticolo di stimolo che può già essere programmato facendo uso delle unità attuali che possono diminuire il tempo di stimolo e fornire gli effetti terapeutici più duraturi.  Ancora completamente non capiamo perché gli effetti di stimolo di burst sono così duraturi, ma una possibilità emozionante è che sta trattando la disfunzione di fondo del circuito, piuttosto che i sintomi semplicemente di mascheramento.  Ciò è la ricerca che ora stiamo effettuando.

Vogliamo studiare gli effetti a breve termine ed a lungo termine del burst DBS in tutto il sistema motorio.  La nostra speranza è che possiamo usare questo stimolo per riaddestrare il sistema motorio per funzionare malgrado l'assenza continuata di dopamina.

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

  1. Il mio sito Web del laboratorio: https://labs.bio.cmu.edu/gittis/
  2. L'istituto di neuroscienza, CMU: https://www.cmu.edu/ni/
  3. Istituto universitario di Mellon di scienza, CMU: https://www.cmu.edu/mcs/

Circa Dott. Aryn Gittis

Aryn Gittis, Ph.D., è un professore associato nel dipartimento delle scienze biologiche e nell'istituto della neuroscienza a CMU. Ha ricevuto la sua laurea di studente non laureato dalla Brandeis University nel 2001 ed era uno studioso di Fulbright in Francia dal 2001-2002.  Ha ricevuto il suo Ph.D. dal UCSD nel 2008 in cui ha studiato con Sascha du Lac e poi ha completato un'amicizia postdottorale nel laboratorio di Anatol Kreitzer a Gladstone Institute/UCSF nel 2012.  Per il suo lavoro postdottorale, ha ricevuto un K99 da NINDS ed era un finalista 2012 per il Eppendorf & il premio di scienza per la neurobiologia.Dott. Aryn Gittis

Ha unito CMU nel 2012, dove il suo laboratorio usa l'elettrofisiologia, il optogenetics e gli approcci di calcolo per studiare la progressione di disfunzione neurale del circuito nei modelli del mouse della malattia del Parkinson, con lo scopo delle strategie di sviluppo per guidare la plasticità terapeutica che può riparare la disfunzione del circuito e riparare il movimento.

Ha ricevuto i numerosi premi per questo lavoro, compreso un giovane ricercatore Grant di NARSAD nel 2013, il premio dello sviluppo di carriera di Janett Rosenberg Trubatch dalla società per la neuroscienza nel 2018 ed era un finalista per la scienza ed i PERNI premiati per il neuromodulatore nel 2018.

Emily Henderson

Written by

Emily Henderson

During her time at AZoNetwork, Emily has interviewed over 200 leading experts in all areas of science and healthcare including the World Health Organization and the United Nations. She loves being at the forefront of exciting new research and sharing science stories with thought leaders all over the world.

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