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研究人员发现了人脑中以前未被发现的神经元脉搏

一位神经科学家的霓虹灯粉红色手臂铸就了他和圣路易斯华盛顿大学医学院的研究员,他们发现了人脑中以前未被发现的神经元脉搏,这些脉动在疾病或受伤停止后会激活。

脉搏出现在MRI扫描中,用于测量神经科学家和后来的另外两个成年人的大脑活动。研究人员将这些MRI图像与科学家将他们的手臂放入石膏中前后的扫描图像进行了比较。

扫描结果显示,负责人体某部位运动的大脑主要电路在穿戴铸模的人在48小时内断开,从而阻碍了该部位的运动。同样在这段时间里,“废脉冲”出现以维持神经活动,并且如果通过物理疗法恢复了活动能力,则允许主运动回路重新激活。

这项发现于6月16日在线发布在Neuron上,为大脑数十亿个神经元(传递神经冲动的细胞)如何在受伤或患病后重新布线并恢复通路提供了线索。仅仅了解这种弹性背后的原因可能会导致肢体折断或中风或其他身体不适的人康复的新疗法。

神经病学助理教授Nico Dosenbach,医学博士说:“在神经病学中存在许多情况,其中一个人长时间不使用手臂或腿,因此不使用相关的大脑回路。”“在为患者提供最好的护理时,重要的是要特别了解脑功能发生了什么变化。对这些回路的正确理解和标绘可能会导致四肢失去使用能力的患者得到进步。”

2015年,多森巴赫(Dosenbach)-也是职业治疗学,儿科学,放射学和生物医学工程学的助理教授-穿了粉红色的石膏裙两周,尽管事实上他没有受伤需要。他旨在使用脑成像技术来收集高质量数据,以评估控制运动的神经网络。

Dosenbach在圣路易斯儿童医院接受治疗的许多患者患有限制行动不便并导致他们偏向身体一侧的疾病。常见的治疗方法是约束诱发运动疗法,也称为强制使用疗法,该疗法用石膏固定占优势的手臂,迫使儿童使用受损的手臂。

多森巴赫说:“我的目标是更好地了解我的患者在治疗过程中的经历,尽管我承认这对他们来说由于残疾而更加困难。”

他还想指出何时发生个体神经变化。通常,科学家从数十个人中收集MRI数据并取平均值。多森巴赫说:“但是我不想这样做,因为每个人的大脑在解剖学上都是不同的,而且当对MRI数据进行平均时,它们都会一起模糊。”

因此,多森巴赫决定在他占主导地位的右臂上穿上玻璃纤维铸模。它从他的指尖一直延伸到他的肩膀下方。它是粉红色,当时是他的女儿迈克(Maike)2岁时最喜欢的颜色。

他在炎热潮湿的夏天穿着它。痒了。真尴尬他不得不学习如何用一只手换尿布。

每天,他都会在黎明前僵硬地躺30分钟,以进行静止状态的功能性MRI。他在手臂挥舞的两个星期以及前后的两个星期都这样做。

在这六个星期中,Dosenbach还在两个手腕上佩戴了加速度计,以在执行诸如书写和移动物体之类的基本任务时跟踪手臂的运动强度。

多森巴赫回忆说:“这并不可怕,只是令人不快。”“但是立即,我发现我的右臂变得更糟,我的左手变得更强壮。这比我们所有人预期的要快得多。”

MRI数据显示脑部变化在48小时内发生。此外,研究人员还测量了右手握力的下降幅度,从他穿石膏的两周内从124磅的力降低到90磅。

多森巴赫说:“一旦我的石膏被移走,我的右手就会变得越来越强。”“我的左派也恢复了以前的角色。”

多森巴赫(Dosenbach)和该研究的第一作者,医学博士研究生Dillan Newbold惊讶于这种弹性,对两名“疯狂的好方法”科学家进行了相同的实验-一名戴着荧光黄色铸件的科学家涂鸦,另一个是森林绿色的石膏,让人回想起童年时的露营记忆。

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