La sonda degli ingegneri del cedro può aiutare a curare la mielite

HOUSTON – (11 luglio 2024) – Le tecnologie impiantabili hanno notevolmente migliorato la nostra capacità di studiare e persino modificare l’attività dei neuroni nel cervello, ma è difficile studiare i neuroni nel midollo spinale in azione.

“Se comprendiamo esattamente come i neuroni nel midollo spinale elaborano le sensazioni e controllano il movimento, possiamo sviluppare trattamenti migliori per le malattie e le lesioni del midollo spinale”, ha affermato. Ehi, wooun ricercatore che fa parte di un team di neuroingegneri della Rice University che lavora su una soluzione a questo problema.

“Abbiamo sviluppato un piccolo sensore, la spinnenet, che registra l’attività elettrica dei neuroni spinali mentre una persona svolge una normale attività senza alcuna restrizione”, ha affermato Wu, l’autore principale dello studio. studio Un articolo su questo sensore è stato pubblicato sulla rivista Cell Reports. “Essere in grado di estrarre tale conoscenza costituisce un primo ma importante passo nello sviluppo di trattamenti per milioni di persone affette da malattie del midollo spinale”.

Secondo lo studio, il sensore è stato utilizzato per registrare per lunghi periodi e con elevata precisione l’attività neurale nel midollo spinale di topi che si muovono liberamente, in modo che la stessa cellula nervosa sia stata monitorata per diversi giorni.

“Fino ad ora, il midollo spinale è stato una sorta di scatola nera”, ha detto Perché Luan“Il problema è che il midollo spinale si muove molto durante la normale attività. Ogni volta che giri la testa o ti pieghi, anche i neuroni spinali si muovono.”

Durante tali movimenti, i sensori rigidi impiantati nel midollo spinale disturbano o addirittura danneggiano i tessuti fragili. Tuttavia, SpinalNET è più di cento volte più piccolo della larghezza di un capello, il che lo rende estremamente morbido e flessibile ⎯ morbido quasi quanto il tessuto nervoso stesso.

“Questa flessibilità gli conferisce la stabilità e la biocompatibilità di cui abbiamo bisogno per registrare in modo sicuro i neuroni spinali durante i movimenti del midollo spinale”, ha affermato. Zhong Shih“Grazie alla tecnologia spinalNET siamo riusciti a ottenere segnali a basso rumore da centinaia di neuroni”.

Il midollo spinale svolge un ruolo fondamentale nel controllo del movimento e di altre funzioni vitali, e la capacità di registrare i neuroni spinali con ottima risoluzione spaziale e temporale durante il movimento sfrenato fornisce una finestra sui meccanismi che lo rendono possibile. Utilizzando spinalNET, i ricercatori sono stati in grado di determinare che i neuroni spinali nel generatore di schemi centrale – il circuito neurale che può produrre schemi motori ritmici come camminare in assenza di informazioni temporali specifiche – sembrano essere coinvolti in qualcosa di più del semplice movimento ritmico.

“Alcuni di essi sono strettamente correlati al movimento delle gambe, ma sorprendentemente molti neuroni non hanno una chiara connessione con il movimento. Ciò suggerisce che il circuito spinale che controlla il movimento ritmico è più complesso di quanto pensassimo”, ha detto Wu.

I ricercatori sperano di contribuire a svelare parte di questa complessità nella ricerca futura, affrontando questioni come la differenza tra il modo in cui i neuroni spinali elaborano il movimento riflessivo ⎯ il disagio, per esempio ⎯ rispetto all’azione volontaria.

“Oltre alla visione scientifica, crediamo che con lo sviluppo della tecnologia, avrà un grande potenziale come dispositivo medico per le persone con disturbi neurologici e lesioni del midollo spinale”, ha aggiunto Luan.

La ricerca è stata supportata dal National Institutes of Health (R01NS102917, U01NS115588, U01NS131086, R01NS109361, R01NS123160, R01NS108034, U19NS112959), dalla Rice University, dal Salk Institute e dal Mary K. Chapmann. Il contenuto di questo comunicato stampa è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente il punto di vista ufficiale dei finanziatori.