Трансляционная нейронаука — это область исследований, которая применяет нейробиологические исследования для перевода или разработки клинических приложений и новых методов лечения расстройств нервной системы . [1] [2] Область охватывает такие области, как глубокая стимуляция мозга , интерфейсы «мозг-машина» , нейрореабилитация и разработка устройств для сенсорной нервной системы, таких как использование слуховых имплантатов , ретинальных имплантатов и электронных кож .
Исследования в области трансляционной нейронауки подразделяются на этапы исследований, которые классифицируются с использованием пятиуровневой системы (T0-T4), начиная с фундаментальных научных исследований и заканчивая применением фундаментальных научных открытий в общественном здравоохранении. [3] Хотя когда-то считалось, что это линейная прогрессия от фундаментальной науки к применению в общественном здравоохранении, в настоящее время трансляционные исследования и, в частности, трансляционная нейронаука рассматриваются как циклические, где потребности общественного здравоохранения информируют фундаментальные научные исследования, которые затем работают над обнаружением механизмов проблем общественного здравоохранения и работают над внедрением в клиническую практику и общественное здравоохранение.
Этапы исследований в области трансляционной нейронауки следующие: [4]
Электрофизиология используется в трансляционной нейронауке как средство изучения электрических свойств нейронов в животных моделях, а также для исследования свойств неврологической дисфункции человека. [3] Методы, используемые в животных моделях, такие как патч-кламп-запись , использовались для исследования того, как нейроны реагируют на фармакологические агенты. Электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ) используются для измерения электрической активности в человеческом мозге и могут использоваться в клинических условиях для локализации источника неврологической дисфункции при таких состояниях, как эпилепсия , а также могут использоваться в исследовательских условиях для изучения различий в электрической активности в мозге между нормальными и неврологически дисфункциональными людьми. [3]
Нейровизуализация включает в себя множество методов, используемых для наблюдения за активностью или структурами нервной системы или внутри нее. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) использовалась в животных моделях, таких как нечеловеческие приматы и грызуны, для выявления и нацеливания молекулярных механизмов неврологических заболеваний, а также для изучения неврологического воздействия фармакологической наркотической зависимости. [5] [6] [7] Аналогичным образом, функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) использовалась для исследования неврологических механизмов фармакологической наркотической зависимости, неврологических механизмов расстройств настроения и тревожности у пожилых людей и неврологических механизмов таких расстройств, как шизофрения . [8] [9] [10] [11]
Генная терапия — это доставка нуклеиновой кислоты для лечения расстройства. В трансляционной нейронауке генная терапия — это доставка нуклеиновой кислоты для лечения неврологического расстройства. Генная терапия доказала свою эффективность при лечении различных расстройств, включая нейродегенеративные расстройства , такие как болезнь Паркинсона (БП) и болезнь Альцгеймера (БА) , на моделях грызунов и нечеловеческих приматов, а также на людях, посредством применения нейротрофических факторов , таких как фактор роста нервов (NGF) , нейротрофический фактор, полученный из мозга (BDNF) , и нейротрофический фактор, полученный из глиальных клеток (GDNF) , а также посредством применения ферментов, таких как декарбоксилаза глутаминовой кислоты (GAD) , которые обычно используют аденоассоциированные вирусы (AAV) в качестве вектора. [12] [13] [14] [15]
Стволовые клетки , в частности индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) , используются в исследованиях трансляционной нейронауки не только как средство лечения расстройств нервной системы, но и как источник для моделей нейронной дисфункции. [16] Например, из-за ограниченных регенеративных способностей центральной нервной системы человеческие эмбриональные стволовые клетки (hESC) , тип плюрипотентных стволовых клеток, использовались в качестве замены поврежденных нейронов, новый подход, который включает хирургическую трансплантацию фетальных стволовых клеток [17]
Расстройства развития нервной системы характеризуются как расстройства, при которых нарушается развитие нервной системы, и охватывают такие расстройства, как трудности в обучении , расстройства аутистического спектра (РАС) , эпилепсия и некоторые нервно-мышечные расстройства . Исследования в области трансляционной нейронауки направлены на раскрытие молекулярных механизмов этих расстройств и работу по излечению среди пациентов. [16] [18] [19] Кроме того, исследования в области трансляционной нейронауки были сосредоточены на выяснении причины расстройств развития нервной системы, будь то генетические, экологические или их комбинация, а также на тактике профилактики, если это возможно. [19]
Нейродегенеративные расстройства являются результатом потери нейронами функций с течением времени, что приводит к гибели клеток. Примерами нейродегенеративных расстройств являются болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона . [20] Основное внимание в исследованиях трансляционной нейронауки уделяется изучению молекулярных механизмов этих расстройств и изучению механизмов доставки лекарств для лечения этих расстройств, включая исследование влияния гематоэнцефалического барьера на доставку лекарств и роли иммунной системы организма при нейродегенеративных расстройствах. [16]
{{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь ){{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь ){{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь ){{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )