研究人员恢复突触活动和循环四小时死猪脑

研究人员已经开发出一种高科技的支持系统,可以防止大型哺乳动物大脑迅速分解在数小时后死亡,使某些分子和细胞功能的研究。与大脑通过国家卫生研究院的资助计划,研究人员开发了一种方法来提供一个人造的孤立的后期大脑血液供应猪,防止退化,否则摧毁许多细胞和分子的功能,使它不适合学习。重要的是,尽管研究人员看到一些保护流经血管和能源使用,没有更高层次的功能性活动的大脑回路。领导的科研小组Nenad Sestan,医学博士耶鲁大学的博士,纽黑文,康涅狄格州,报告他们的研究结果在《自然》杂志上。

“这一研究可能导致后期研究大脑的一种全新的方式,”解释安德里亚·Beckel-Mitchener博士的大脑倡议团队领导在美国国立卫生研究院的国家精神卫生协会,共同研究。“新技术打开了机会检查复杂的细胞和电路连接和功能丢失当标本保存在其他方面。它还能刺激大脑研究制定干预措施,促进复苏后失去大脑血流量,如在心脏病发作。”

研究者的研究一个完整的功能动态的能力,已经阻碍了孤立的大后期大脑细胞死亡,凝血的小血管和其他有毒的过程,降低损失后的组织血流量和氧组成的。冻结和其他保护方法只允许静态微观,生化和结构分析。

为了克服这些限制,Sestan和他的同事们创建了一个名为BrainEx的系统(“体外”)后,特别设计的减弱一些流程负责后期的大脑退化的组织。研究人员使用大脑的猪肉加工厂,否则他们就会被丢弃。系统包括泵解决方案称为咳嗽灌流液——专利保护、稳定和造影剂,作为血液的替代品——孤立大脑的主要动脉在正常体温。

大脑处理咳嗽显示减少细胞死亡,保存解剖和细胞结构,恢复血管结构和循环功能,恢复神经胶质炎症反应,自发在突触的神经活动,活跃大脑的新陈代谢,而大脑灌注控制解决方案,快速分解。重要的是,没有全球电活动,表明高阶函数,如意识或观念。

结果表明向大脑提供保护剂通过其血管密集的网络可能持有潜力提高生存和减少创伤后神经赤字。

在潜在的未来应用,研究人员建议BrainEx可能被用来测试一种实验性药物如何影响大脑一个大型的复杂的三维布线。咳嗽系统还能帮助研究人员使用后期大脑标本研究脑损伤的影响细胞和神经连接。

“BrainEx对细胞健康有保护作用的配方有一天会发现应用在治疗疾病,如中风,”Sestan说。“孤立的大型哺乳动物大脑的恢复能力microcirculatory,分子和细胞活动一直被低估了。”

大脑活动是建立在原则,需要新的工具和先进的技术来加速科学发现可以导致更好的理解大脑功能和人类疾病。虽然研究人员强调BrainEx提供了充足的科学探索的机会在动物死后的大脑没有恢复大脑电路活动,他们指定的突发事件,防止跨越道德底线应该任何技术发展等功能出现的迹象。

“作为医学研究人员,我们有道德约束使用大脑计划研究人员开发的强大的工具来帮助解开脑损伤和疾病的奥秘,“克里斯汀·格雷迪说,印度系的博士,首席生物伦理学在美国国立卫生研究院临床中心。”也是我们的责任和工作人员思考和主动浏览任何潜在的伦理问题他们可能遇到打开大脑科学的新领域。自2013年启动大脑的倡议,NIH一直在与专家来解决这些问题。”

大脑主动neuroethics资金越来越多网络的研究人员。NIH也一直与专家合作,包括大脑的Neuroethics工作组Multi-Council工作组,FACA-chartered咨询委员会的报告10大脑造成美国国立卫生研究院NIH机构和中心倡议。这些努力引导的集成neuroethics跨项目作为我们的了解和能力扩大。NIH最近发表的概述其多方面的和主动的导航方法潜在的新技术伦理问题由大脑活动。美国国立卫生研究院脑行动的基石neuroethics策略是一组neuroethics指导原则。此外,美国国立卫生研究院组织讨论会探索新兴的科学领域,引发道德问题,其中包括去年专注于研究与人类神经组织。

本文从提供的材料已经再版国家卫生研究所。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:小时后期恢复大脑循环和细胞功能。Vrselja Z,丹尼尔·SG, Silbereis J, Talpo F, Morozov YM,苏萨,田中BS, Skarica M, Pletikos M,考尔N,壮族ZW,刘Z, Alkawadri R, Sinusas AJ,老莱瑟姆,Waxman SG, Sestan N自然,2019年4月18日。