疼痛是一种保护机制,它通过制造不愉快的感觉提醒我们危险。警告信息由专门的感觉神经元传递到脊髓,这些感觉神经元与周围神经中的其他感觉和运动神经元交织在一起。如果损伤无法避免,就会发生炎症,并伴有红肿疼痛。“长期以来,疼痛和炎症被认为是独立产生的不同过程。引起疼痛的感觉神经纤维是否能诱发炎症,以前从未被证明过。”EPFL博士后研究员弗雷德里克·米肖指出。如果这种神经免疫相互作用存在,它将对炎症的未来治疗产生影响。这项发表在《自然生物技术》上的研究使用新的神经技术来证明这是真的。
感觉神经元的光选择性刺激
光遗传学是一种通过向神经组织照射光来调节遗传选择的神经元的技术。尽管光遗传学已经彻底改变了以大脑为中心的神经科学,但它在外周神经元中的应用一直很困难。哈佛医学院/波士顿儿童医院的Clifford Woolf教授说:“我们面临的挑战是开发一种技术方法,使光刺激/照明在许多天内重复发生,而不损伤神经和影响动物行为。”
坐骨神经周围光电植入物
来自贝塔雷利基金会神经修复技术主席的研究人员开发了一种柔软的植入物,它包裹坐骨神经,并根据需要提供蓝色闪光。工程科学与技术学院教授StéphanieLacour解释说:“在柔顺的植入体中,我们集成了几个发光二极管,这样做的好处是我们可以用电控制照明。”这种植入物通过皮下电缆连接到一个电子系统,并固定在老鼠的头顶。这位科学家解释说:“ETHZ公司的同事开发了一种用于控制植入二极管的微芯片,这种微芯片既节能又集成到无线通信接口中。有了这个系统,无论动物在做什么,我们都可以精确控制植入物的激活时间和方法。”科学家解释道。对照实验证实,光电植入物不会以任何方式干扰动物的行为,也不会引起副作用。
疼痛会触发感觉神经纤维的激活,从而引发和放大炎症。
令研究团队惊讶的是,在对神经中的特定感觉神经元反复进行光刺激后,足部出现轻度发红,这是炎症的明显表现,皮肤样本中免疫细胞的定量分析进一步证实了这一点。“我们的研究为长期存在的问题提供了答案,即产生疼痛的神经元是否也会产生免疫介导的炎症——答案显然是肯定的!”克利福德·伍尔夫总结道。
这种微型植入神经技术为许多其他研究铺平了道路,这将使研究人员能够破译和破译外周和中枢神经回路,并可能决定慢性疼痛或持续炎症等综合征的未来治疗方法。