Bỏ qua nội dung

Người nhận giải thưởng


Junjie Guo, Ph.D., Assistant Professor of Neuroscience, Yale University School of Medicine, New Haven, CT

Mechanism and functions of repeat expansion self-exonization in C9orf72 ALS/FTD

As intricate as the DNA replication process is, sometimes errors happen. Some neurological diseases are linked to a particular type of error called nucleotide repeat expansion (NRE), in which a short DNA segment is repeated over and over in hundreds or more copies. Where these repeats occur in the genome matters: during a critical step in gene expression called RNA splicing, only certain pieces (exons) of the RNA transcribed from DNA are joined together to become the final messenger RNA, whereas the remaining RNA sequences (introns) between exons will be broken down.

However, in some cases, introns with NREs are not broken down, but manage to instruct the making of a variety of repeat proteins that are harmful to nerve cells. A well-known example is an intron NRE within a gene called C9orf72, which is the most common genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS, or Lou Gehrig’s disease) and frontotemporal dementia (FTD). In his research, Dr. Guo hopes to uncover how this intron NRE disrupts RNA splicing and causes the production of toxic repeat proteins.

Guo and his team will first test a variety of NRE mutations to see which are able to change the splicing pattern so the intron can escape degradation. Their second aim will test the hypothesis that these changes in the splicing pattern are critical for the C9orf72 NRE RNA to increase its export out from the cell nucleus into the cytoplasm and instruct the making of toxic repeat proteins. Finally, their research will explore the possibility that differences between the ways in which each cell splices its RNAs may explain why certain types of nerve cells such as motor neurons are more vulnerable in ALS.

Juliet K. Knowles, MD, PhD, Assistant Professor of Neurology, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA

Neuron-to-OPC synapses in adaptive and maladaptive myelination

In her role as a pediatric clinician specializing in epilepsy, Dr. Knowles sees firsthand how this neurological disorder (actually a collection of several related but distinct diseases) is experienced and how it progresses. As a neuroscientist, she has the opportunity to help uncover how and why. Knowles and her team are focusing their research on the role of neuronal activity in myelination in patients with generalized epilepsy, a common form of the disease that is characterized by the presence of seizures and absence seizures.

Myelination is the process by which the axons (projections) of neurons are encased in myelin, which enhances the speed of axon signal transmission, and makes neural networks more efficient. The process involves oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) which can develop into oligodendrocytes, cells that produce myelin. In earlier research, Knowles uncovered that the neural activity of absence seizures promotes myelination of the seizure circuit, making it more efficient. This appears to lead to an increase in absence seizure frequency and severity; when Knowles and her team blocked the OPCs’ response to neural activity, seizure-induced myelination did not occur, and the seizures didn’t progress.

Knowles’ new research will now explore how this happens and identify possible approaches for future therapies. One aim will document the neuron to OPC synapses in both epileptic and healthy mouse models. A second aim will compare neuron-to-OPC synaptic activity and synaptic gene expression in healthy or epileptic mice – specifically focusing on how myelination promoted by a seizure differs from that promoted by learning. A third aim will explore how disrupting the post-synaptic receptors on oligodendrocytes affects the progression of epilepsy, not just in terms of seizures, but related symptoms such as disrupted sleep and cognitive impairment, both of which are common in individuals affected by epilepsy.

Akhila Rajan, Bằng tiến sĩ., Associate Professor, Basic Sciences Division, Fred Hutchinson Cancer Center, Seattle, WA

Adipocyte-brain mitochondrial signaling and its impacts on brain function

Communication between organs and the brain is critical to an animal’s survival and health. Signals tell the brain when the body needs more energy, is hungry, or needs to sleep, move or perform countless other tasks. But recent research has revealed that communication can include more than hormones – packets of material can also be passed to brain cells. Dr. Rajan’s research focuses on the phenomena of fat cells (adipocytes) sending bits of mitochondria – the organelles within cells that generate energy, among other roles – to the brain, and how that affects brain function.

Previous research has found that when these mitochondrial bits reach the brain, it makes the fly model Rajan’s team works with more hungry, specifically for high sugar foods, promoting a cycle of obesity and further sending of material. There is a known correlation between obesity and a range of neurological disorders, including sleep disorders and cognitive decline, and this new research hopes to shed light on these links and potentially identify targets for future therapies.

Working with the fly model, Rajan and her team aim to identify how exactly these bits of mitochondria are gaining access to neurons in the brain without being degraded; what happens when these bits of fat cell mitochondria integrate with neuronal mitochondria, specifically how it alters an animal’s behavior in terms of sleep and feeding; and what effect this process has on neuronal health overall. The research will take advantage of very precise genetic manipulations at which Rajan’s lab excels, involve cross-disciplinary insights provided by lab team members, and use advanced insect physiology chambers that let the team document feeding and changes in behavior at a level unavailable to previous generations of researchers.

Humsa Venkatesh, Bằng tiến sĩ., Assistant Professor of Neurology, Brigham and Women’s Hospital & Harvard Medical School, Boston, MA

The neurobiology of glioma: Understanding malignant neural circuits instructing tumor growth

Cancers, including brain tumors, have traditionally been studied at a cellular or molecular level. Researchers are addressing questions such as what subpopulation of cells are involved, how do they mutate, and what can we do to those malignant cells to get them to stop replicating? Dr. Venkatesh is interested in looking at how the nervous system is also involved in cancer progression and has already discovered that neurons form synaptic connections to cancer cells.

Venkatesh and her lab are studying both primary and secondary brain tumors but have evidence that these findings apply to cancers in other parts of the body. The insight that tumors are interacting with neurons, and not just killing off nerves as had once been thought, has opened many possibilities. These malignant growths are taking signals from the nervous system intended to pass information to other cells and instead reinterpreting them to instruct the cancer to grow. Now researchers can explore how to harness the nervous system to help treat or manage this malignant disease. In an exciting development, Venkatesh’s previous work in this space has already led to clinical trials that repurpose existing drugs targeting the nervous system and apply them to cancer treatment.

This new research goes even further into understanding the mechanisms governing neural circuit activity-driven glioma progression. Using advanced neuroscience technologies and patient-derived cell lines, Venkatesh will be able to modulate and study the malignant neural networks, encompassing both neurons and tumor cells, that influence cancer growth. Understanding this activity-dependent mechanism and how it can be targeted without disrupting healthy neuronal function could open new fields of cancer research and novel therapeutic opportunities.


Lisa Beutler, MD, Ph.D., Trợ lý Giáo sư Y khoa về Nội tiết, Trường Y Feinberg, Đại học Northwestern, Chicago, IL

Khám phá động lực học đường ruột-não cơ bản gây ra chứng biếng ăn

Cho ăn là cốt lõi của sự tồn tại của động vật, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi ruột và não liên lạc liên tục để điều phối lượng thức ăn phù hợp và trọng lượng cơ thể ổn định. Tuy nhiên, khi bị viêm, hệ thống này có thể bị phá vỡ. Một trong những dấu hiệu nhận biết của chứng biếng ăn liên quan đến viêm (không nên nhầm lẫn với chứng chán ăn tâm thần) là giảm cảm giác thèm ăn, có thể nghiêm trọng đến mức gây suy dinh dưỡng. Các liệu pháp hiện tại - bao gồm dinh dưỡng được cung cấp qua đường IV và ống nuôi dưỡng qua đường ruột - có thể làm giảm chất lượng cuộc sống và gây ra những hậu quả nghiêm trọng.

Tiến sĩ Beutler hướng tới việc sử dụng các kỹ thuật quan sát và thao tác thần kinh tiên tiến để mổ xẻ các cơ chế cơ bản liên quan đến chứng chán ăn do viêm. Nhóm của Beutler sẽ sử dụng hình ảnh canxi để tiết lộ tác động của từng cytokine (tín hiệu được giải phóng trong quá trình viêm) đối với các nhóm tế bào thần kinh liên quan đến thức ăn cụ thể. Nhóm của cô ấy cũng sẽ sử dụng các công cụ di truyền tiên tiến để cố gắng ghi đè các tín hiệu 'không ăn' không phù hợp do viêm nhiễm nghiêm trọng. Cuối cùng, cô ấy sẽ nghiên cứu cách các mô hình cụ thể của bệnh viêm thay đổi phản ứng thần kinh đối với lượng chất dinh dưỡng.

Nghiên cứu của Beutler sẽ là nghiên cứu đầu tiên nghiên cứu các quá trình cụ thể ở mức độ chi tiết này trong một cơ thể sống. Bằng cách xác định các mục tiêu thần kinh chính xác của quá trình giải phóng cytokine, và giải mã cách điều này điều chỉnh sự thèm ăn, Beutler hy vọng sẽ xác định được các mục tiêu điều trị đối với tình trạng suy dinh dưỡng liên quan đến các bệnh viêm nhiễm. Hơn nữa, phòng thí nghiệm của cô ấy nhằm mục đích tạo ra một lộ trình của tín hiệu miễn dịch ruột-não-có thể có ý nghĩa chính không chỉ trong việc điều trị chứng biếng ăn do viêm mà còn cho nghiên cứu chuyển hóa và nuôi dưỡng trong tương lai.

Ngày Jeremy, Bằng tiến sĩ., Phó Giáo sư, Khoa Sinh học Thần kinh, Trường Y Heersink, Đại học Alabama - Birmingham; và Ian Maze, Bằng tiến sĩ., Giáo sư - Khoa Khoa học Thần kinh và Dược lý, Giám đốc - Trung tâm Kỹ thuật Biểu tượng Thần kinh, Trường Y Icahn tại Mount Sinai, Thành phố New York

Tận dụng các biểu thể tế bào đơn để thao túng có mục tiêu các quần thể được kích hoạt bằng thuốc

Nghiện ma tuý là một vấn đề nghiêm trọng đối với cá nhân và toàn xã hội. Mặc dù đã có những nghiên cứu đáng kể về việc hiểu và điều trị chứng nghiện, nhưng 60% trong số những người được điều trị sẽ bị tái nghiện. Trên thực tế, sự thèm muốn ma túy thực sự có thể tăng lên theo thời gian, tiềm ẩn trong những người đã nghiện ngay cả khi không tiếp tục tiếp xúc với ma túy. Tiến sĩ Day và Tiến sĩ Maze nhằm mục đích nghiên cứu chứng nghiện ở một cấp độ mới - đi sâu vào các tác động biểu sinh của việc sử dụng ma túy đối với các tế bào cụ thể ở cấp độ tế bào đơn lẻ, và làm thế nào chúng có thể khiến một đối tượng tái nghiện.

Nghiên cứu sơ bộ đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với thuốc theo thời gian sẽ làm thay đổi cách biểu hiện của các gen. Về bản chất, ma túy có thể chiếm đoạt các yếu tố điều hòa di truyền được gọi là “chất tăng cường”, khi được kích hoạt sẽ gây ra một số gen nhất định được biểu hiện trong tế bào não thúc đẩy đối tượng tìm kiếm các loại thuốc này. Day and Maze đã thiết kế một dự án để xác định các chất tăng cường này theo kiểu tế bào cụ thể được kích hoạt (hoặc không được chuyển hóa) bởi cocaine - một chất kích thích đã được nghiên cứu và hiểu rõ - sau đó tạo và chèn các vectơ virus vào các tế bào chỉ hoạt động trong sự hiện diện của chất tăng cường không được biên dịch đó. Sử dụng chiến lược này, vectơ virus sẽ chỉ biểu hiện hàng hóa của nó trong các quần thể tế bào bị ảnh hưởng bởi cocaine và cho phép các nhà nghiên cứu kích hoạt hoặc vô hiệu hóa tế bào bị ảnh hưởng về mặt quang học hoặc hóa trị.

Với điều này, Day and Maze sẽ xáo trộn các nhóm để điều tra tác động của họ đối với hành vi tìm kiếm ma túy trong một mô hình gặm nhấm tự quản lý cocaine vô độ. Công trình của họ dựa trên những tiến bộ gần đây trong khả năng nhắm mục tiêu các tế bào riêng lẻ và các nhóm tế bào nhỏ, thay vì toàn bộ quần thể tế bào hoặc loại tế bào như đã là trọng tâm của nghiên cứu trước đó. Bây giờ có thể tập trung vào vai trò của các tế bào cụ thể, hy vọng là các phương pháp điều trị tốt hơn có thể được phát triển để giải quyết các gốc rễ di truyền của chứng nghiện và tái nghiện, và không có tác dụng phụ tiêu cực của việc thao túng các quần thể tế bào não lớn hơn, ít mục tiêu hơn.

Stephan Lammel, Tiến sĩ, Phó Giáo sư Sinh học Thần kinh, Đại học California - Berkeley

Neurotensin điều chỉnh trung gian của hành vi ăn uống khoái lạc và béo phì

Bộ não bị ám ảnh bởi việc tìm kiếm và tiêu thụ thức ăn. Khi tìm thấy thực phẩm giàu calo - hiếm trong tự nhiên - động vật sẽ tiêu thụ nhanh theo bản năng. Đối với những người sẵn sàng tiếp cận với thực phẩm giàu calo, bản năng đôi khi dẫn đến ăn quá nhiều, béo phì và các vấn đề sức khỏe liên quan. Nhưng nghiên cứu cũng chỉ ra rằng trong một số trường hợp, xu hướng ăn thức ăn có hàm lượng calo cao có thể giảm đi khi thức ăn đó luôn có sẵn. Tiến sĩ Lammel tìm cách xác định các quá trình thần kinh và các vùng não liên quan đến hành vi cho ăn như vậy và quy định của nó.

Các nghiên cứu trong nhiều năm đã liên kết việc cho ăn với vùng dưới đồi, một phần cổ và sâu của não. Tuy nhiên, bằng chứng cũng chỉ ra vai trò của các trung tâm khen thưởng và khoái cảm của não bộ. Nghiên cứu sơ bộ của Lammel đã phát hiện ra rằng các liên kết từ vùng nhân bên (NAcLat) đến khu vực đuôi bụng (VTA) là trung tâm của việc cho ăn theo chủ nghĩa khoái lạc - kích hoạt liên kết quang di truyền dẫn đến việc tăng cường ăn các loại thực phẩm giàu calo, nhưng không phải thức ăn thông thường. Một nghiên cứu khác đã xác định amino acid neurotensin (NTS) đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa hoạt động ăn uống, bên cạnh các vai trò khác.

Nghiên cứu của Lammel tìm cách vạch ra mạch và vai trò của các bộ phận khác nhau của não dẫn động vật ăn theo kiểu khoái lạc cũng như vai trò của NTS, được thể hiện trong NAcLat. Các đối tượng được trình bày với chế độ ăn bình thường hoặc chế độ ăn thạch giàu calo, và hoạt động trên con đường NAcLat-to-VTA được ghi lại và lập bản đồ cho các hành vi cho ăn. Anh ấy cũng sẽ theo dõi những thay đổi theo thời gian khi tiếp xúc lâu với thực phẩm theo chủ nghĩa khoái lạc. Nghiên cứu sâu hơn sẽ xem xét những thay đổi về sự hiện diện của NTS trong tế bào và sự hiện diện của nó với số lượng khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến chức năng tế bào. Bằng cách hiểu các con đường và cơ học phân tử liên quan đến việc cho ăn và béo phì, công trình này có thể đóng góp vào những nỗ lực trong tương lai giúp kiểm soát bệnh béo phì.

Lindsay Schwarz, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư về Sinh học Thần kinh Phát triển, Bệnh viện Nghiên cứu Trẻ em St. Jude, Memphis, TN

Xác định các mạch não kết nối giữa hô hấp và trạng thái nhận thức

Hít thở là tự động ở động vật, nhưng không giống như các chức năng thiết yếu có thể so sánh được khác - nhịp tim, tiêu hóa, v.v. - động vật có thể kiểm soát hơi thở một cách có ý thức. Hít thở cũng gắn liền với trạng thái cảm xúc và tinh thần theo hai chiều: tác nhân kích thích cảm xúc có thể gây ra thay đổi trong nhịp thở, nhưng thay đổi nhịp thở một cách có ý thức cũng đã được chứng minh là ảnh hưởng đến trạng thái của tâm trí. Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Schwarz nhằm mục đích xác định các tế bào thần kinh liên quan đến hô hấp nào được kích hoạt một cách có chọn lọc bởi các dấu hiệu sinh lý và nhận thức, đồng thời lập bản đồ các vùng não mà chúng kết nối với. Nghiên cứu này có thể hữu ích trong việc nghiên cứu nhiều loại rối loạn thần kinh khác nhau khi hô hấp bị ảnh hưởng, chẳng hạn như hội chứng đột tử ở trẻ sơ sinh (SIDS), ngưng thở khi ngủ trung ương và rối loạn lo âu.

Schwarz nhằm mục đích tận dụng những tiến bộ trong việc gắn thẻ thần kinh để nghiên cứu những tế bào thần kinh này, nằm sâu trong thân não, theo truyền thống rất khó để cô lập và ghi lại in vivo. Nhưng với việc gắn thẻ hoạt động, Schwarz có thể xác định các tế bào thần kinh được kích hoạt trong quá trình hô hấp bẩm sinh so với hoạt động hô hấp tích cực. Đối với trường hợp thứ hai, các đối tượng bị điều hòa bởi một kích thích căng thẳng khiến họ bị đông cứng và thay đổi nhịp thở. Sau đó, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra các tế bào thần kinh được gắn thẻ để xác định cái nào đang hoạt động trong các đối tượng được điều hòa và giải quyết xem liệu những tế bào thần kinh này có trùng lặp với các tế bào thần kinh hoạt động trong quá trình hô hấp bẩm sinh hay không.

Mục đích thứ hai là xác định danh tính phân tử của các tế bào thần kinh liên quan đến hô hấp được kích hoạt trong quá trình điều hòa để hiểu chính xác hơn tế bào nào là một phần của mạch thở. Cuối cùng, sau khi xác định được các tế bào thần kinh đó, Schwarz sẽ sử dụng các phương pháp tiếp cận vectơ vi-rút do các nhà nghiên cứu khác phát triển để xác định các phần của não mà các tế bào được kích hoạt đó kết nối với. Việc xác định mối liên hệ giữa các trạng thái của não và nhịp thở, sự chồng chéo của các mạch thở có ý thức và vô thức, cũng như mối liên hệ giữa hơi thở và một số bệnh nhất định có thể đặt nền tảng cho các liệu pháp tốt hơn cũng như hiểu biết đầy đủ hơn về cách thức hoạt động của các chức năng cơ bản nhất của chúng ta.


Rui Chang, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Khoa Khoa học Thần kinh và Sinh lý Tế bào và Phân tử, Trường Y Đại học Yale

Sreeganga Chandra, Bằng tiến sĩ. Phó giáo sư, Khoa Thần kinh và Khoa học Thần kinh, Trường Y Đại học Yale

Từ ruột đến não: Hiểu được sự lây lan của bệnh Parkinson

Bệnh Parkinson là một căn bệnh thoái hóa thần kinh được biết đến rộng rãi nhưng vẫn còn bí ẩn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống. Hiện vẫn chưa rõ chính xác căn bệnh khởi phát như thế nào, nhưng nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng ít nhất một số trường hợp Parkinson bắt nguồn từ ruột và lan truyền đến não qua dây thần kinh phế vị, một dây thần kinh nhiều mặt, phức tạp, dài, kết nối nhiều cơ quan với não.

Tiến sĩ Chang và Tiến sĩ Chandra đang đưa cái nhìn sâu sắc về truyền từ ruột đến não này lên cấp độ tiếp theo với nghiên cứu của họ. Hai mục đích đầu tiên của họ là tìm cách xác định chính xác quần thể tế bào thần kinh phế vị nào truyền bệnh Parkinson và quá trình tương tác giữa ruột và những tế bào thần kinh này. Thí nghiệm sử dụng một mô hình chuột, tiêm các protein có thể gây ra bệnh Parkinson, và một quy trình mới để gắn thẻ và loại bỏ chọn lọc (đóng cửa) các loại tế bào thần kinh cụ thể. Thông qua các thí nghiệm trong đó một số tế bào thần kinh bị cắt bỏ, protein được đưa vào và những con chuột được kiểm tra bệnh Parkinson, nhóm nghiên cứu sẽ thu hẹp các ứng viên cụ thể. Trong mục tiêu thứ ba, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ khám phá ra cơ chế mà căn bệnh này được vận chuyển ở cấp độ phân tử trong các tế bào thần kinh.

Nghiên cứu là một nỗ lực hợp tác liên ngành dựa trên kinh nghiệm của Tiến sĩ Chang nghiên cứu hệ thống dây thần kinh phế vị và ruột cũng như chuyên môn của Tiến sĩ Chandra về Bệnh Parkinson và bệnh lý của nó. Người ta hy vọng rằng với sự hiểu biết tốt hơn, chính xác hơn về cách thức bệnh đến não, có thể xác định các mục tiêu mới ở xa não hơn để điều trị chính xác hơn, cho phép điều trị trì hoãn hoặc giảm sự khởi phát của bệnh Parkinson mà không gây hại cho não hoặc ảnh hưởng đến nhiều chức năng quan trọng khác của dây thần kinh phế vị đặc biệt phức tạp hoặc hệ thống ruột.

Rainbo Hultman, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Khoa Sinh lý Phân tử và Lý sinh, Viện Khoa học Thần kinh Iowa - Đại học Y Carver, Đại học Iowa

Kết nối điện toàn bộ não trong chứng đau nửa đầu: Hướng tới sự phát triển của phương pháp trị liệu dựa trên mạng

Chứng đau nửa đầu là một chứng rối loạn lan rộng, thường gây suy nhược. Nó phức tạp và nổi tiếng là khó điều trị; những người mắc phải có các triệu chứng khác nhau, thường gây ra bởi quá mẫn cảm giác, có thể bao gồm đau, buồn nôn, suy giảm thị lực và các tác dụng khác. Chứng đau nửa đầu ảnh hưởng đến nhiều phần liên kết với nhau của não, nhưng không phải lúc nào cũng theo cùng một cách và các phương pháp điều trị thường không có tác dụng giống nhau từ người này sang người khác. Nghiên cứu của Tiến sĩ Hultman đề xuất kiểm tra chứng đau nửa đầu bằng cách sử dụng các công cụ mới với mục đích soi ra những hướng điều trị mới.

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên việc nhóm của cô khám phá ra các yếu tố điện tử, các phép đo mô hình hoạt động điện trong não gắn với các trạng thái não cụ thể. Sử dụng thiết bị cấy ghép để đo hoạt động của não trong các mô hình chuột đại diện cho cả chứng đau nửa đầu cấp tính và mãn tính, nhóm của cô sẽ quan sát phần nào của não chuột được kích hoạt và theo trình tự nào trên thang mili giây lần đầu tiên. Máy học sẽ giúp tổ chức dữ liệu thu thập được và bản đồ điện tử được tạo có thể được sử dụng để giúp xác định các phần của não bị ảnh hưởng và điện thế thay đổi như thế nào theo thời gian, đặc biệt là khi bắt đầu bệnh mãn tính. Thí nghiệm cũng kiểm tra các mô hình hoạt động điện gắn liền với phản ứng hành vi; ví dụ, các tín hiệu điện quan sát được trong não của một đối tượng tìm cách tránh ánh sáng chói có thể đưa ra cách dự đoán các phản ứng nghiêm trọng hơn đối với chứng đau nửa đầu.

Phần thứ hai trong nghiên cứu của Tiến sĩ Hultman sau đó sẽ sử dụng các công cụ tương tự để xem xét cách thức hoạt động của các liệu pháp điều trị và dự phòng. Các yếu tố điện học của các đối tượng được điều trị bằng các phương pháp trị liệu này sẽ được thu thập và so sánh với các đối chứng để xác định những phần nào của não bị ảnh hưởng và theo cách nào, giúp tiết lộ tác dụng của từng phương pháp điều trị / dự phòng, cũng như tác động của việc lạm dụng thuốc gây đau đầu, a Tác dụng phụ thường gặp ở những người bị đau nửa đầu, những người tìm cách kiểm soát tình trạng của họ.

Gregory Scherrer, Tiến sĩ, Phó Giáo sư, Khoa Sinh học và Sinh lý Tế bào, Trung tâm Khoa học Thần kinh UNC, Đại học Bắc Carolina

Làm sáng tỏ cơ sở thần kinh của chứng khó chịu đau: Mạch và phương pháp điều trị mới để chấm dứt đại dịch kép của đau mãn tính và nghiện opioid

Đau là cách bộ não của chúng ta cảm nhận các kích thích có hại tiềm ẩn, nhưng nó không phải là một trải nghiệm đơn lẻ. Nó đa chiều, liên quan đến việc truyền từ dây thần kinh đến tủy sống và não, xử lý tín hiệu, kích hoạt hành động phản xạ và sau đó theo dõi hoạt động thần kinh liên quan đến các hành động làm dịu cơn đau trong thời gian ngắn và các quá trình học tập phức tạp để tránh nó trong tương lai.

Đau đớn cũng là cốt lõi của điều mà Tiến sĩ Scherrer coi là hai bệnh dịch có liên quan với nhau: đại dịch đau mãn tính, ảnh hưởng đến khoảng 116 triệu người Mỹ và đại dịch opioid do lạm dụng các loại thuốc mạnh và thường gây nghiện để điều trị. Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Scherrer đang muốn tìm hiểu chính xác cách bộ não mã hóa cảm giác khó chịu của cơn đau. Nhiều loại thuốc tìm cách ảnh hưởng đến cảm giác khó chịu đó nhưng thường quá mạnh và cũng kích hoạt phần thưởng và mạch thở, dẫn đến nghiện (và do lạm dụng kéo dài) và ngừng hô hấp gây tử vong liên quan đến opioid.

Nhóm của Tiến sĩ Scherrer sẽ tạo ra một bản đồ toàn bộ não về các mạch cảm xúc đau bằng cách sử dụng bẫy gen và ghi nhãn các tế bào thần kinh được kích hoạt bởi cơn đau bằng các dấu hiệu huỳnh quang. Thứ hai, các tế bào não đã được kích hoạt sẽ được tách ra và mã di truyền của chúng sẽ được giải trình tự, tìm kiếm các thụ thể phổ biến trên các tế bào có thể là mục tiêu điều trị. Cuối cùng, nghiên cứu sẽ điều tra các hợp chất trong thư viện hóa học được thiết kế để tương tác với bất kỳ thụ thể mục tiêu nào đã được xác định; ảnh hưởng của những hợp chất này đối với sự khó chịu của cơn đau; và liệu các hợp chất này có nguy cơ sử dụng quá mức hoặc ảnh hưởng đến hệ hô hấp hay không. Cuối cùng, mục đích là giúp tìm ra những cách tốt hơn để giảm bớt tất cả các loại đau và cải thiện hạnh phúc và chất lượng cuộc sống của những bệnh nhân trải qua nó.

Tiếng Việt