Трансляционная нейробиология

Трансляционная нейробиология — это область исследований, которая применяет нейробиологические исследования для перевода или разработки клинических приложений и новых методов лечения заболеваний нервной системы . ^[1]^[2] Эта область охватывает такие области, как глубокая стимуляция мозга , интерфейсы «мозг-машина» , нейрореабилитация и разработка устройств для сенсорной нервной системы, таких как использование слуховых имплантатов , имплантатов сетчатки и электронной кожи .

Классификация

Трансляционные нейробиологические исследования 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] Трансляционные исследования и, в частности, трансляционная нейробиология, когда-то считавшиеся линейным прогрессом от фундаментальной науки к применению в общественном здравоохранении, теперь рассматриваются как циклический процесс, когда потребности общественного здравоохранения информируют фундаментальные научные исследования, которые затем работают над обнаружением механизмов проблем общественного здравоохранения. и работает над внедрением в клиническую практику и общественное здравоохранение.

Этапы трансляционных нейробиологических исследований следующие: ^[4]

T0: Фундаментальные научные исследования
Т1: Доклинические исследования
T2: Клинические исследования или Клиническая нейробиология
T3: Клиническая реализация
T4: Общественное здравоохранение

Методы

Электрофизиология

Электрофизиология используется в трансляционной нейробиологии как средство изучения электрических свойств нейронов на животных моделях, а также для исследования свойств неврологической дисфункции человека. ^[3] Методы, используемые на животных моделях, такие как патч-кламп-записи , использовались для изучения того, как нейроны реагируют на фармакологические агенты. Электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ) используются для измерения электрической активности головного мозга человека и могут использоваться в клинических условиях для локализации источника неврологической дисфункции при таких состояниях, как эпилепсия , а также могут использоваться в исследовательских целях. исследовать различия в электрической активности мозга у нормальных и неврологически дисфункциональных людей. ^[3]

Нейровизуализация

Нейровизуализация включает в себя множество методов, используемых для наблюдения за активностью или структурами нервной системы или внутри нее. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) использовалась на животных моделях, таких как приматы и грызуны, не относящиеся к человеку, для выявления и определения молекулярных механизмов неврологических заболеваний, а также для изучения неврологических последствий фармакологической наркозависимости. ^[5]^[6]^[7] Аналогичным образом, функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) использовалась для исследования неврологических механизмов фармакологической наркозависимости, неврологических механизмов расстройств настроения и тревожных расстройств у пожилых людей, а также неврологических механизмов таких расстройств, как шизофрения . ^[8]^[9]^[10]^[11]

Генная терапия

Генная терапия — это доставка нуклеиновой кислоты для лечения заболевания. В трансляционной нейробиологии генная терапия — это доставка нуклеиновой кислоты для лечения неврологического расстройства. Генная терапия доказала свою эффективность при лечении различных заболеваний, включая нейродегенеративные расстройства , такие как болезнь Паркинсона (БП) и болезнь Альцгеймера (БА) , на моделях грызунов и приматов, не являющихся человеком, а также у людей, посредством применения нейротрофических факторов . такие как фактор роста нервов (NGF) , нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) и нейротрофический фактор глиальной клеточной линии (GDNF) , а также посредством применения ферментов, таких как декарбоксилаза глутаминовой кислоты (GAD) , которые обычно используют адено- ассоциированные вирусы (AAV) в качестве вектора. ^[12]^[13]^[14]^[15]

Стволовые клетки

Стволовые клетки , особенно индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) , используются в трансляционных нейробиологических исследованиях не только для лечения заболеваний нервной системы, но и в качестве источника моделей нервной дисфункции. ^[16] Например, из-за ограниченных регенеративных способностей центральной нервной системы в качестве замены поврежденных нейронов стали использовать эмбриональные стволовые клетки человека (чЭСК) , тип плюрипотентных стволовых клеток. Это новый подход, который включает хирургическую трансплантацию фетальных стволовых клеток. ^[17]

Приложения

Нарушения нервно-психического развития

Расстройства нервного развития характеризуются как нарушения, при которых развитие нервной системы было нарушено, и включают такие расстройства, как неспособность к обучению , расстройства аутистического спектра (РАС) , эпилепсия и некоторые нервно-мышечные расстройства . Трансляционные нейробиологические исследования включают в себя попытки раскрыть молекулярные механизмы этих расстройств и работать над их лечением в популяциях пациентов. ^[16]^[18]^[19] Кроме того, трансляционные нейробиологические исследования были сосредоточены на выяснении причин нарушений нервного развития, будь то генетические, экологические или их комбинации, а также тактики их предотвращения, если это возможно. ^[19]

Нейродегенеративные расстройства

Нейродегенеративные расстройства являются результатом потери функций нейронов с течением времени, что приводит к гибели клеток. Примеры нейродегенеративных расстройств включают болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона . ^[20] В центре внимания трансляционных нейробиологических исследований находится изучение молекулярных механизмов этих расстройств, а также изучение механизмов доставки лекарств для лечения этих расстройств, включая исследование влияния гематоэнцефалического барьера на доставку лекарств и роли организма Иммунная система при нейродегенеративных заболеваниях. ^[16]

См. также

Ссылки

^ Трансляционная нейронаука , Чикагский университет
^ Трансляционная нейронаука Де Грюйтера
^ Jump up to: ^а ^б ^с Тушинский М.Х. (2012). "Введение". Трансляционная нейронаука . Гарсиа-Рилл, Эдгар. Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: Уайли-Блэквелл. стр. 1–6. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_1 . ISBN 9781118260470 . OCLC 769189209 .
^ «Спектр трансляционной науки» . Национальный центр развития трансляционных наук . 12 марта 2015 г. Проверено 25 февраля 2019 г.
^ Хигучи М., Маэда Дж., Джи Б., Токунага М., Чжан М.Р., Маруяма М., Оно М., Фукумура Т., Сухара Т. (2012). «Применение ПЭТ на животных моделях нейродегенеративных и нейровоспалительных заболеваний». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 45–64. дои : 10.1007/7854_2011_167 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22016108 .
^ Гулд Р.В., Поррино Л.Дж., Надер М.А. (2012). «Модели зависимости у приматов, не относящихся к человеку, и ПЭТ-визуализация: нарушение регуляции дофаминовой системы». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 25–44. дои : 10.1007/7854_2011_168 . ISBN 9783642287114 . ПМК 3831150 . ПМИД 22020537 .
^ Ааронс А.Р., Талан А., Шиффер В.К. (2012). «Экспериментальные протоколы поведенческой визуализации: взгляд на модели злоупотребления наркотиками на животных в новом свете». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 93–115. дои : 10.1007/7854_2012_206 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22411423 .
^ Либби Л.А., Рэгланд Дж.Д. (2012). «ФМРТ как показатель когнитивных функций мозга при шизофрении». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 253–67. дои : 10.1007/7854_2011_173 . ISBN 9783642287114 . ПМЦ 4332581 . ПМИД 22105156 .
^ Сало Р., Фассбендер С. (2012). «Структурные, функциональные и спектроскопические МРТ-исследования метамфетаминовой зависимости». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 321–64. дои : 10.1007/7854_2011_172 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22094881 .
^ Минценберг М.Ю. (2012). «Фармакологические МРТ-подходы к пониманию механизмов действия лекарств». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 365–88. дои : 10.1007/7854_2011_177 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22057623 .
^ Андрееску С., Айзенштейн Х. (2012). «МРТ-исследования расстройств настроения в позднем возрасте». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 269–87. дои : 10.1007/7854_2011_175 . ISBN 9783642287114 . ПМЦ 3733498 . ПМИД 22167336 .
^ Каплитт М.Г., Во время MJ (2016). «Генная терапия GAD при болезни Паркинсона». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 89–98. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_5 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )
^ Банкевич К., Себастьян В.С., Самаранч Л., Форсайет Дж. (2016). «Генная терапия GDNF и AADC при болезни Паркинсона». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 65–88. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_4 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Тушинский М.Х., Нагахара А.Х. (2016). «Генная терапия NGF и BDNF при болезни Альцгеймера». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 33–64. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_3 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Мурлидхаран Г., Самульски Р.Дж., Асокан А. (2016). «Генная терапия заболеваний ЦНС с использованием рекомбинантных векторов AAV». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 100-1 9–32. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_2 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Jump up to: ^а ^б ^с Николич К., Хайман С.Е. (2016). «Что мы знаем о ранних нарушениях развития нервной системы?». Трансляционная нейробиология: к новым методам лечения . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 9780262329859 . OCLC 919201534 .
^ Бонгсо А., Ли Э.Х. (2011). «От стволовых клеток к нейронам: перевод фундаментальной науки в доклиническую проверку на животных». Стволовые клетки: от скамьи до кровати (2-е изд.). Сингапур: World Scientific. ISBN 9789814289399 . OCLC 738438261 .
^ Оуэн М.Дж. (2015). «Психотические расстройства и континуум нервного развития» . Трансляционная нейронаука: на пути к новым методам лечения . Николич, Кароли, Хайман, Стивен Э. MIT Press. ISBN 9780262329859 .
^ Jump up to: ^а ^б Хеккерс С., Хайман С.Е., Бургерон Т., Катберт Б.Н., Гур Р.Э., Джойс С., Мейер-Линденберг А., Оуэн М.Дж., Стэйт М.В. (2015). «Нарушения нервно-психического развития: что делать?» . Трансляционная нейронаука: на пути к новым методам лечения . Николич, Кароли, Хайман, Стивен Э. MIT Press. ISBN 9780262329859 .
^ «Нейродегенеративные заболевания» . Национальный институт наук о здоровье окружающей среды . Проверено 27 февраля 2019 г.

[1] Трансляционная нейронаука , Чикагский университет

[2] Трансляционная нейронаука Де Грюйтера

[:02-3] Jump up to: ^а ^б ^с Тушинский М.Х. (2012). "Введение". Трансляционная нейронаука . Гарсиа-Рилл, Эдгар. Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: Уайли-Блэквелл. стр. 1–6. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_1 . ISBN 9781118260470 . OCLC 769189209 .

[4] «Спектр трансляционной науки» . Национальный центр развития трансляционных наук . 12 марта 2015 г. Проверено 25 февраля 2019 г.

[5] Хигучи М., Маэда Дж., Джи Б., Токунага М., Чжан М.Р., Маруяма М., Оно М., Фукумура Т., Сухара Т. (2012). «Применение ПЭТ на животных моделях нейродегенеративных и нейровоспалительных заболеваний». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 45–64. дои : 10.1007/7854_2011_167 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22016108 .

[6] Гулд Р.В., Поррино Л.Дж., Надер М.А. (2012). «Модели зависимости у приматов, не относящихся к человеку, и ПЭТ-визуализация: нарушение регуляции дофаминовой системы». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 25–44. дои : 10.1007/7854_2011_168 . ISBN 9783642287114 . ПМК 3831150 . ПМИД 22020537 .

[7] Ааронс А.Р., Талан А., Шиффер В.К. (2012). «Экспериментальные протоколы поведенческой визуализации: взгляд на модели злоупотребления наркотиками на животных в новом свете». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 93–115. дои : 10.1007/7854_2012_206 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22411423 .

[8] Либби Л.А., Рэгланд Дж.Д. (2012). «ФМРТ как показатель когнитивных функций мозга при шизофрении». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 253–67. дои : 10.1007/7854_2011_173 . ISBN 9783642287114 . ПМЦ 4332581 . ПМИД 22105156 .

[9] Сало Р., Фассбендер С. (2012). «Структурные, функциональные и спектроскопические МРТ-исследования метамфетаминовой зависимости». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 321–64. дои : 10.1007/7854_2011_172 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22094881 .

[10] Минценберг М.Ю. (2012). «Фармакологические МРТ-подходы к пониманию механизмов действия лекарств». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 365–88. дои : 10.1007/7854_2011_177 . ISBN 9783642287114 . ПМИД 22057623 .

[11] Андрееску С., Айзенштейн Х. (2012). «МРТ-исследования расстройств настроения в позднем возрасте». В Carter CS, Dalley JW (ред.). Визуализация мозга в поведенческой нейронауке . Актуальные темы поведенческой нейронауки. Том. 11. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 269–87. дои : 10.1007/7854_2011_175 . ISBN 9783642287114 . ПМЦ 3733498 . ПМИД 22167336 .

[Kaplitt_2019-12] Каплитт М.Г., Во время MJ (2016). «Генная терапия GAD при болезни Паркинсона». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 89–98. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_5 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )

[13] Банкевич К., Себастьян В.С., Самаранч Л., Форсайет Дж. (2016). «Генная терапия GDNF и AADC при болезни Паркинсона». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 65–88. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_4 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[14] Тушинский М.Х., Нагахара А.Х. (2016). «Генная терапия NGF и BDNF при болезни Альцгеймера». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 33–64. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_3 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[15] Мурлидхаран Г., Самульски Р.Дж., Асокан А. (2016). «Генная терапия заболеваний ЦНС с использованием рекомбинантных векторов AAV». В Тушинском М.Х. (ред.). Трансляционная нейронаука . Спрингер США. стр. 100-1 9–32. дои : 10.1007/978-1-4899-7654-3_2 . ISBN 9781489976543 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[:12-16] Jump up to: ^а ^б ^с Николич К., Хайман С.Е. (2016). «Что мы знаем о ранних нарушениях развития нервной системы?». Трансляционная нейробиология: к новым методам лечения . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 9780262329859 . OCLC 919201534 .

[17] Бонгсо А., Ли Э.Х. (2011). «От стволовых клеток к нейронам: перевод фундаментальной науки в доклиническую проверку на животных». Стволовые клетки: от скамьи до кровати (2-е изд.). Сингапур: World Scientific. ISBN 9789814289399 . OCLC 738438261 .

[18] Оуэн М.Дж. (2015). «Психотические расстройства и континуум нервного развития» . Трансляционная нейронаука: на пути к новым методам лечения . Николич, Кароли, Хайман, Стивен Э. MIT Press. ISBN 9780262329859 .

[:2-19] Jump up to: ^а ^б Хеккерс С., Хайман С.Е., Бургерон Т., Катберт Б.Н., Гур Р.Э., Джойс С., Мейер-Линденберг А., Оуэн М.Дж., Стэйт М.В. (2015). «Нарушения нервно-психического развития: что делать?» . Трансляционная нейронаука: на пути к новым методам лечения . Николич, Кароли, Хайман, Стивен Э. MIT Press. ISBN 9780262329859 .

[20] «Нейродегенеративные заболевания» . Национальный институт наук о здоровье окружающей среды . Проверено 27 февраля 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]