前回に引き続き、2019年度の3号目のネイチャーのハイライトより。
神経科学：閉ループの電気的な神経調節
Nature 565, 7739
2019年1月17日
バイオエレクトロニクスを利用した神経調節によって疼痛や臓器不全を治療する研究が行われている。著者たちは今回、神経調節の特異性と適用可能性を高めるために、末梢神経調節を可能にする埋め込み型の閉ループ装置からなる、バイオオプトエレクトロニクスシステムを考案した。ラットでこの小型装置の膀胱機能制御能を試験したところ、膀胱の排尿制御と機能不全改善に適用できる見込みがあることが分かった。
Letter p.361
本論文においては、日本語版本誌では、「神経科学：光遺伝学による末梢神経調節のためのワイヤレス閉ループシステム」と題されています。
フルテキストを直訳しますと・・・
光遺伝性末梢神経調節のための無線閉ループシステム
となり、Abstractを直訳しますと・・・
バイオエレクトロニクス医学の急成長分野は、末梢神経系を刺激することにより、臨床状態を緩和できる工学システムの開発を目指しています[1,2,3,4,5]。このタイプの技術は、主に電気刺激に依存して、臓器機能または痛みの神経調節を提供します。一例は、過活動膀胱、尿失禁、間質性膀胱炎（膀胱痛症候群としても知られている）を治療するための仙骨神経刺激です[4,6,7]。しかし、従来の連続刺激プロトコルは、特に断続的な症状（突然の尿意切迫感など）を治療する場合、特に不快感や痛みを引き起こす可能性があります[8]。電極を神経に直接物理的に結合すると、傷害や炎症につながる可能性があります[9,10,11]。さらに、典型的な治療刺激装置は、複数の構造を支配する大きな神経束を標的とし、器官特異性の欠如をもたらします。ここでは、（1）マイクロスケールの無機発光ダイオードを利用してオプシンを活性化する光刺激インターフェースを使用することにより、これらの制限を回避する小型のバイオオプトエレクトロニクスインプラントを紹介します。 （2）臓器機能の連続測定を可能にするソフトで高精度の生物物理学的センサーシステム。 （3）制御モジュールとデータ分析アプローチにより、システムの調整された閉ループ動作を可能にし、リアルタイムで発生する病理学的挙動を排除します。ここで報告されている例では、柔らかいひずみゲージはラットモデルの膀胱機能に関するリアルタイム情報を生成します。データアルゴリズムは病理学的挙動を識別し、膀胱感覚求心性神経の自動化された閉ループ光遺伝的神経調節は膀胱機能を正常化します。神経調節のためのこの全光学スキームは、慢性的な安定性と特定の細胞タイプを刺激する可能性を提供します。
となります。
フルテキストは下記です。詳細が必要な方はご購入をお願いいたします。
Full Text：Letter p.361
A wireless closed-loop system for optogenetic peripheral neuromodulation
Data availabilityによれば・・・
この研究の結果を裏付けるデータは、ソースデータで提供されるか、合理的な要求に応じて対応する著者から入手できます。 iOSコードはhttps://github.com/noh21/bladder_clocで入手できます。
究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「分子生物学：アクチンのメチル化機構の解明」を取り上げます。
