蛋白质涂层可以帮助恢复长期的大脑功能

脑-机接口是在前沿治疗神经和心理障碍,包括帕金森病、癫痫、抑郁症。其中最有前途的是脑深部电刺激(DBS)——一种方法在一个硅芯片植入皮肤下离心力高频电流传输到大脑通过植入电极,发送和接收信号。这些技术要求大脑和硬件之间的无缝交互。

但是有一个问题。免疫系统视为异物,大脑攻击电极和大脑组织,形成一个障碍使得电极与大脑活动。因此,尽管最初的植入可以减少症状,几年甚至几个月之后,这种疗法的疗效开始消退。

现在Aryeh陶布特拉维夫大学心理学院的科学,随着马蒂·明茨教授,Roni Hogri和阿里Magalτ的心理科学学院教授和尤西Shacham-Diamandτ的电气工程学院已经开发出生物活性涂层,不仅“伪装”脑组织的电极,但积极抑制大脑的免疫反应。通过使用一个蛋白质称为“白介素1受体拮抗剂(IL)”涂层电极,多学科的研究小组发现了一个潜在的解决将短期的缓解的方法转化为一个长期的解决方案。这种发展被报道在《生物医学材料研究》杂志上。

限制了免疫反应

克服障碍的创建和组织之间的电极,研究人员试图开发一种方法,把电极放在大脑组织,而隐藏电极从大脑的免疫防御。先前的研究团体涂层电极与各种蛋白质,陶布说,但τ团队决定采取一种不同的方法通过使用一种蛋白质,它是活跃在大脑本身,从而抑制免疫反应对电极。

在大脑中,il - 1受体拮抗剂对保持身体稳定至关重要的本地化脑损伤、陶布解释道。例如,如果一个人的头,这种蛋白质工程创建疤痕在大脑特定区域,而不是允许全球疤痕。换句话说,它阻止免疫系统反应过度。团队的涂层,第一个开发从这个特定的蛋白质,不仅将电极植入大脑组织,但允许他们为正常的大脑功能。

临床前研究的动物模型,研究人员发现他们的涂层电极执行比non-coated和“幼稚”的蛋白质涂层电极,先前被检查。现场测量受损细胞的数量的植入,研究人员发现没有明显区别的电极植入和健康的脑组织,陶布说。此外,有证据表明,涂层电极能够长时间函数,提供一个更加稳定和长期的治疗选择。

恢复大脑功能

全世界大约有30000人目前使用脑深部刺激(DBS)治疗神经或心理条件。和星展银行仅仅是开始。陶布相信,在不久的将来,一个接口能够恢复行为或运动功能失去了由于组织损伤是可以实现的,尤其是在他们的新电极涂层的帮助。

“我们重复的脑组织的功能到硅片上,转移回大脑,“陶布说,解释说,电极将脑电波并将这些直接传输到芯片。”然后,芯片的计算已经完成在受损组织,和提要信息回大脑——提示功能,否则会迷路了。”