三种方法来判断正在刺激哪些迷走神经纤维

                                                                       

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迷走神经的医学精确图示
来源:SciePro/Shutterstock

Kevin Tracey是迷走神经刺激(VNS)研究的先驱.自2000年代初以来,他在费恩斯坦医学研究所的团队一直在严格研究VNS生物电子疗法. 2014年,纽约时报做了一个专题故事“神经系统会被黑客入侵吗?"特蕾西(Tracey)和他数十年来可能改变游戏迷走神经发现的历史.

这些年来,我已经报道了费恩斯坦研究所的各种发现.例如,几年前,我写了一篇关于``迷走神经刺激显着减少炎症''的文章(Koopman等人,2016),该研究发现VNS抑制细胞因子的产生并降低类风湿关节炎的严重程度.去年,我报道了Tracey团队的其他成员的发现(Addorisio等人,2019),他们发现通过外耳对迷走神经进行无创性刺激可以减少炎症反应. (有关经皮VNS的更多信息,请参见``通过外耳对迷走神经的刺激占据中心位置'')

在日常用语中,迷走神经通常被称为单个实体;但是,在迷走神经的不同分支中,存在着专门的纤维(例如"A","B"和"C"迷走纤维),它们分别引起不同的生理反应.

本周,特蕾西和他的团队宣布,他们刚刚开发出一种非侵入性方法,通过监测实验大鼠中的不同生理标志物,准确判断出VNS期间正在刺激哪些迷走神经纤维.这些发现(Chang等人,2020年)出现在11月至12月的《大脑刺激》中.

 Gray's Anatomy (1918)/Public Domain
舌咽,迷走神经和副神经上部的计划(Gray's Anatomy,第791页)
来源:格雷的解剖学(1918)/公共领域

对于本研究,资深作者Stavros Zanos及其同事向大鼠服用了纤维特异性VNS,同时密切监测了对A,B和C迷走神经纤维的刺激如何影响呼吸,心率和颈部肌肉. Zanos等.发现A纤维迷走神经刺激激活了颈部的肌肉; B纤维刺激主要触发心率反应的波动. C纤维刺激导致呼吸间隔改变.

尽管这项研究是使用动物模型进行的,但研究人员计划调查是否可以监测相同的生理标志物以在人体中微调和定制VNS.这组作者说:“在对人体进行校准后,这些模型可以提供[a]纤维接合的非侵入性估计,以指导VNS治疗的校准和监测."在他们的开放获取论文中,他们提供了有关这些发现的潜在应用的更多详细信息:

"我们在模型中使用的生理反应已经在人类VNS研究中进行了描述,尽管它们在数量上肯定会有所不同.A纤维估计值可用于最大程度地降低VNS的非现场影响,例如语音改变,咳嗽和感觉异常VNS对B纤维参与的估计可以促进优化用于治疗心力衰竭或心律不齐的刺激范式; C纤维参与的估计可以用作消炎应用中治疗效果的指标VNS ".

“为了校准刺激参数,针对个别患者的特定纤维并更好地了解VNS对身体的影响,我们需要能够窥探迷走神经的活动,并以无创方式进行使其可用于人类."扎诺斯在10月1日的新闻稿中说. “我们的方法使我们能够通过无创生理测量来评估迷走神经纤维的活动.这将有助于临床医生使用这些定量工具为个别患者量身定制神经刺激疗法."

"Zanos博士的研究使我们距离目标生物电子疗法的临床实现更近了一步," Tracey指出. “他的工作将使我们能够更好地衡量和定制生物电子医学疗法,以根据患者的个人情况来治疗某些最具破坏性和常见的疾病."

参考

Yao-Chuan Chang,Marina Cracchiolo,Umair Ahmed,Ibrahim Mughrabi,Ari​​elle Gabalski,Anna Daytz, Loren Rieth,Lance Becker,Timir Datta-Chaudhuri,Yousef Al-Abed,Theodoros P.Zanos,Stavros Zanos. “使用生理标记对迷走神经刺激进行神经纤维参与的定量估计." 大脑刺激(首次在线销售:2020年9月18日)DOI:10.1016/j.brs.2020.09.002

Meghan E. Addorisio,Gavin H.Imperato,Alex F.de Vos,Steve Fort,Richard S.Goldstein,Valentin A.Pavlov,Tom van der Poll,Huan Yang,Betty Diamond,Kevin J.Tracey和Sangeeta查文(S. Chavan).用风湿触觉装置对外耳进行类风湿性关节炎的研究治疗." 生物电子医学(首次发布:2019年4月17日)DOI:10.1186/s42234-019-0020-4

Frieda A. Koopman,Sangeeta S. Chavan,Sanda Miljko,Simeon Grazio,Sekib Sokolovic,P Richard Schuurman,Ashesh D.Mehta,Yaakov A.Levine,Michael Faltys,Ralph Zitnik,Kevin J.Tracey和Paul P.Tak. “迷走神经刺激抑制类风湿关节炎中细胞因子的产生并减轻疾病的严重程度." 美国国家科学院院刊(首次发布:2016年7月5日)DOI:10.1073/pnas.1605635113

                                               
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