Translationell neurovetenskap
Translationell neurovetenskap är det studieområde som tillämpar neurovetenskaplig forskning för att översätta eller utvecklas till kliniska tillämpningar och nya terapier för störningar i nervsystemet . Fältet omfattar områden som djup hjärnstimulering , gränssnitt mellan hjärnmaskiner , neurorehabilitering och utveckling av anordningar för det sensoriska nervsystemet såsom användning av hörselimplantat , retinala implantat och elektroniska skinn .
Klassificering
Translationell neurovetenskaplig forskning är kategoriserad i forskningsstadier, som klassificeras med hjälp av ett femnivåsystem (T0-T4), som börjar med grundläggande vetenskaplig forskning och slutar med folkhälsotillämpningar av grundläggande vetenskapliga upptäckter. Även om det en gång ansågs vara en linjär utveckling från grundläggande vetenskap till folkhälsotillämpning, betraktas translationell forskning, och translationell neurovetenskap i synnerhet, nu som en cyklisk, där folkhälsobehov informerar grundläggande vetenskaplig forskning, som sedan arbetar för att upptäcka mekanismerna för folkhälsofrågor och arbetar för klinisk och folkhälsoimplementering.
Stadierna för translationell neurovetenskaplig forskning är som följer:
- T0: Grundläggande vetenskaplig forskning
- T1: Preklinisk forskning
- T2: Klinisk forskning eller Klinisk neurovetenskap
- T3: Klinisk implementering
- T4: Folkhälsa
Metoder
Elektrofysiologi
Elektrofysiologi används inom translationell neurovetenskap som ett sätt att studera de elektriska egenskaperna hos neuroner i djurmodeller samt för att undersöka egenskaperna hos mänsklig neurologisk dysfunktion. Tekniker som används i djurmodeller, såsom patch-clamp-inspelningar, har använts för att undersöka hur neuroner svarar på farmakologiska medel. Elektroencefalografi (EEG) och magnetoencefalografi (MEG) används båda för att mäta elektrisk aktivitet i den mänskliga hjärnan och kan användas i kliniska miljöer för att lokalisera källan till neurologisk dysfunktion vid tillstånd som epilepsi , och kan också användas i en forskningsmiljö att undersöka skillnaderna i elektrisk aktivitet i hjärnan mellan normala och neurologiskt dysfunktionella individer.
Neuroimaging
Neuroimaging omfattar en mängd olika tekniker som används för att observera aktiviteten eller strukturerna i, eller inom, nervsystemet. Positronemissionstomografi (PET) har använts i djurmodeller, såsom icke-mänskliga primater och gnagare, för att identifiera och rikta in sig på molekylära mekanismer för neurologiska sjukdomar och för att studera den neurologiska effekten av farmakologiskt drogberoende. På liknande sätt funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) använts för att undersöka de neurologiska mekanismerna för farmakologiskt drogberoende, de neurologiska mekanismerna för humör- och ångeststörningar hos äldre populationer och de neurologiska mekanismerna för störningar som schizofreni .
Genterapi
Genterapi är leverans av nukleinsyra som en behandling för en störning. Inom translationell neurovetenskap är genterapi leverans av nukleinsyra som en behandling för en neurologisk störning. Genterapi har visat sig vara effektiv för att behandla en mängd olika störningar, inklusive neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons sjukdom (PD) och Alzheimers sjukdom (AD), i gnagare och icke-mänskliga primatmodeller och hos människor, via applicering av neurotrofiska faktorer , såsom nervtillväxtfaktor (NGF) , hjärnhärledd neurotrofisk faktor (BDNF) och gliacellinjehärledd neurotrofisk faktor (GDNF) och via applicering av enzymer såsom glutaminsyradekarboxylas (GAD) , som vanligtvis använder adeno- associerade virus (AAV) som en vektor.
Stamceller
Stamceller , särskilt inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs), används i translationell neurovetenskaplig forskning som inte bara en behandling för störningar i nervsystemet, utan också som källan för modeller av neural dysfunktion. Till exempel, på grund av det centrala nervsystemets begränsade regenerativa förmåga, mänskliga embryonala stamceller (hESCs) , en typ av pluripotenta stamceller, använts som ersättning för skadade neuroner, ett nytt tillvägagångssätt som involverar kirurgisk transplantation av fetala stamceller
Ansökningar
Neuropsykiatriska funktionsnedsättningar
Neuroutvecklingsstörningar karakteriseras som störningar där utvecklingen av nervsystemet stördes, och omfattar störningar som inlärningssvårigheter , autismspektrumstörningar (ASD) , epilepsi och vissa neuromuskulära störningar . Translationell neurovetenskaplig forskning involverar ansträngningar för att avslöja de molekylära mekanismerna för dessa störningar och arbeta mot botemedel i patientpopulationer. Dessutom har translationell neurovetenskap fokuserat på att klarlägga orsaken till neuroutvecklingsstörningar, oavsett om det är genetiskt, miljömässigt eller en kombination av båda, samt taktik för förebyggande, om möjligt.
Neurodegenerativa störningar
Neurodegenerativa störningar är ett resultat av neuronal funktionsförlust över tid som leder till celldöd. Exempel på neurodegenerativa sjukdomar inkluderar Alzheimers sjukdom , Parkinsons sjukdom och Huntingtons sjukdom . Fokus för translationell neurovetenskap är att undersöka de molekylära mekanismerna för dessa sjukdomar och att undersöka mekanismerna för läkemedelsleverans för att behandla dessa sjukdomar, inklusive en undersökning av blod-hjärnbarriärens inverkan på läkemedelsleveransen, och rollen av kroppens immunsystem vid neurodegenerativa störningar.