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यह वीडियो एक चूहे के मस्तिष्क में अवसाद फैलाने की एक छवि दिखाता है। किसी भी हस्तक्षेप के बिना अवसाद फैलाने वाले शीर्ष शो पर छवि। नीचे दिखाए गए चित्र विद्युत वर्तमान हस्तक्षेप के साथ अवसाद फैलता है। क्षेत्र गहराई से फैलता है लेकिन मस्तिष्क की सतह पर नहीं, अनिवार्य रूप से फैलाने वाली अवसाद की प्रगति को काट रहा है।
शोधकर्ताओं ने माइग्रेन की शुरुआत के लिए विशिष्ट विद्युत गतिविधि की पहचान की है और इसे पशु प्रयोगों में रोकने के लिए एक तरीका प्रदर्शित किया है।
न्यूरोसर्जरी, इंजीनियरिंग विज्ञान और मैकेनिक्स, और पेन स्टेट में भौतिकी विभाग में इंजीनियरिंग के प्रोफेसर स्टीवन जे। शिफ कहते हैं, "दौरे और माइग्रेन मस्तिष्क के दो बहुत ही अलग राज्य हैं।"
"हमने पाया कि फैलाव विघटन, जिसे माइग्रेन में देखा गया अवसाद फैलता है, एक मौलिक जैव-भौतिक घटना है और आप इसे विद्युत प्रवाह से रोक सकते हैं। आश्चर्यजनक रूप से, यह दौरे को बंद करने के लिए इस्तेमाल विद्युतीय प्रवाह की विपरीत दिशा है, "शिफ कहते हैं।
"मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि आभा के कारण एक रोलिंग ब्लैकआउट की तरह है ..."
शोधकर्ताओं ने माइग्रेन को ठीक नहीं किया है, लेकिन वे मस्तिष्क में तंत्र को समझने के करीब हैं जो इन सिरदर्दों की शुरुआत, या आयु का कारण बनती है, जो पुरुषों के 10 प्रतिशत और 22 प्रतिशत महिलाओं के बारे में प्रभावित करती है, रोग के लिए केंद्र नियंत्रण।
फैलाव विघटन के जैव-भौतिकी के कम्प्यूटेशनल मॉडल द्वारा प्रेरित प्रयोगों को लेते हुए, शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक चूहे के मस्तिष्क स्लाइस में विघटन के प्रसार के मॉड्यूलेशन, दमन और रोकथाम का प्रदर्शन किया।
यूनिवर्सिटी के सेंटर फॉर न्यूरल इंजीनियरिंग में पोस्टडॉक्टरल विद्वान एंड्रयू जे। व्हालेन कहते हैं, "मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि आभा के कारण एक रोलिंग ब्लैकआउट की तरह है।" "यह सिर्फ एक ही सेल नहीं है, लेकिन एक चेन प्रतिक्रिया जो मस्तिष्क में सूजन पैदा करती है, और यह लोगों को ठीक होने में थोड़ी देर लगती है।"
सिरदर्द शुरू होने से पहले कई माइग्रेन पीड़ितों को पहले इस दृश्य आभा का अनुभव होता है। शिफ और उनकी टीम ने विद्युत गतिविधि को लक्षित किया जो आभा का कारण बनता है क्योंकि यह माइग्रेन शुरू करने में मौलिक है।
बाईं तरफ, ऑप्टिकल छवियां मस्तिष्क में विघटन विस्फोट की लहर दिखाती हैं; बीच में, छवि नकारात्मक गति के साथ लहर की सतह पर तेजी से और ड्राइंग दिखाती है; और दाईं तरफ, छवि प्रसार की गिरफ्तारी के साथ लहर की सीमा को दिखाती है, ठीक है। (क्रेडिट: शिफ लैब / पेन स्टेट)
शोधकर्ताओं को पता है कि मस्तिष्क में नमक एकाग्रता को बदलना मस्तिष्क की विद्युत प्रक्रियाओं को बदल सकता है। मस्तिष्क में पोटेशियम सांद्रता को बदलकर, शोधकर्ता फैलाव विघटन को ट्रिगर कर सकते हैं।
मस्तिष्क कोशिकाओं में शामिल एक केंद्रीय शरीर होता है जिसे सोमा कहा जाता है और एक लंबी, एंटीना जैसी बांह डेंडर्राइट कहा जाता है। दोनों सिरों शोधकर्ताओं को एक तरफ विद्युतीय प्रवाह-सकारात्मक शुल्कों के साथ कोशिकाओं को ध्रुवीकरण करने की अनुमति देते हैं और नकारात्मक शुल्क दूसरे पर जमा होते हैं। यह उन्हें मस्तिष्क कोशिका गतिविधि को संशोधित करने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग करने की अनुमति देता है।
"... हम इसे एक वर्तमान के साथ खराब कर सकते हैं और हम इसे विपरीत वर्तमान के साथ बेहतर बना सकते हैं ..."
शिफ कहते हैं, "हमने सोचा था कि अगर हमने प्रारंभिक चरण को रोक दिया, तो आभा, हम बाकी को रोक देंगे।" "हमने अंततः यह पता लगाया कि फैलाने वाले अवसाद को रोकने के लिए आवश्यक चार्ज जो हमने माना था उसके विपरीत था। एक बार जब हमने विपरीत आरोप चुना, तो घटना की प्रगति बंद हो गई। यह सब अंत में समझ में आया, क्योंकि दौरे और माइग्रेन मस्तिष्क कोशिकाओं के विपरीत सिरों पर शुरू होते हैं। "
शोधकर्ता फैलाने वाले ध्रुवीकरण को रोकने के लिए सकारात्मक चार्ज का उपयोग करने में सक्षम थे। चूहे के मस्तिष्क स्लाइस की इमेजिंग से पता चलता है कि माइग्रेन गतिविधि मस्तिष्क में गहरी हो रही है, जहां यह अब एपिसोड को प्रभावी ढंग से समाप्त नहीं कर सकती है।
"हम एक जैव-भौतिक समझ के साथ आए और यह आभा के मौलिक शरीर विज्ञान पर लागू होता है, और हम इसे एक धारा के साथ और भी खराब कर सकते हैं और हम इसे विपरीत वर्तमान के साथ बेहतर बना सकते हैं," शिफ कहते हैं।
इस तरह ध्रुवीकरण को लागू करना मानव मस्तिष्क में सुरक्षित रूप से किया जा सकता है, और इस रणनीति का परीक्षण माइग्रेन पीड़ितों के साथ नैदानिक परीक्षणों में किया जा सकता है। हालांकि, प्रारंभिक आभा के बाद रोगियों द्वारा अनुभव किया गया पूर्ण माइग्रेन अधिक जटिल हो जाता है।
इंजीनियरिंग विज्ञान और मैकेनिक्स, न्यूरोसर्जरी, और बायोइंजिनियरिंग और सेंटर फॉर न्यूरल इंजीनियरिंग के सहयोगी निदेशक ब्रूस जे। ग्लकमैन कहते हैं, "कोई मस्तिष्क को ठीक करने में सक्षम होना चाहता है ताकि यह माइग्रेन या दौरे के लिए अतिसंवेदनशील न हो।" "माइग्रेन को नियंत्रित करने या शुरू होने के बाद अवसाद फैलाना नहीं है। अभी के लिए, यह एक मौलिक परिणाम है जो हमें इस स्थिति के लिए एक महत्वपूर्ण तरीके से हस्तक्षेप करने में सक्षम होने के करीब ले जाता है। "
अनुसंधान में प्रकट होता है विज्ञान रिपोर्ट.
चीन के इलेक्ट्रॉनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ता; पेन की दशा; और हम्बोल्ट विश्वविद्यालय बर्लिन, जर्मनी ने भी काम में योगदान दिया।
नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के कम्प्यूटेशनल न्यूरोसाइंस प्रोग्राम में यूएस-जर्मन सहयोगी अनुसंधान; Bundesministerium फर Bildung und Forschung; और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ ब्रेन इनिशिएटिव ने इस काम का समर्थन किया। शोधकर्ताओं ने इस काम पर एक अस्थायी पेटेंट दायर किया है।
स्रोत: Penn राज्य
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