一种光遗传学刺激活化大范围皮层促进皮质脊髓束再生以修复脊髓损伤的方法技术

一种光遗传学刺激大范围大脑皮层促进皮质脊髓束再生以修复脊髓损伤的方法。利用LED灯作为光刺激的光源以扩大光照面积，从而活化大片脑区皮质，应用波形发生器精确控制LED灯的光强，频率以及波宽以达到需要的光刺激参数，在不损伤脑组织的情况下进行大范围的针对神经元的特异的光遗传学刺激，避免了对胶质细胞的影响，从而特异地增强大片脑区的神经元电活动，促进其轴突再生从而达到改善脊髓损伤后神经元功能的目的，是一种大范围特异地激活皮层第五层锥体神经元促进脊髓损伤后大量皮质脊髓束再生的方法。

A method of repairing spinal cord injury by activating large-scale cortex and promoting corticospinal tract regeneration by photogenetic stimulation

A photogenetic method for repairing spinal cord injury by stimulating large-scale cerebral cortex to promote corticospinal tract regeneration. Using LED lamp as light source of light stimulation to enlarge light area and activate large cortex of brain area, using waveform generator to precisely control the intensity, frequency and width of LED lamp to achieve the required light stimulation parameters, and carrying out large-scale photogenetic stimulation aiming at neurons without damaging brain tissue, avoiding the effect on glial cells, thus specifically controlling the intensity, frequency and width of LED lamp. Enhancing the electrical activity of neurons in large areas of the brain and promoting axon regeneration to improve neuronal function after spinal cord injury is a method to activate the fifth pyramidal neurons in cortex in a wide range and specifically to promote the regeneration of corticospinal tracts after spinal cord injury.

【技术实现步骤摘要】
一种光遗传学刺激活化大范围皮层促进皮质脊髓束再生以修复脊髓损伤的方法所属
本专利技术专利涉及一种活化大范围皮层促进皮质脊髓束再生以修复脊髓损伤的方法的构建。基于光遗传技术的原理，采用发光二极管(lightemittingdiode，LED)来源的蓝光光源刺激大范围皮层中带有光敏离子通道蛋白(channelrhodopsin2，ChR2)的神经元，使其产生动作电位，增强神经元电活动，从而促进其轴突的再生。这避免插入光纤对脑组织的损伤和光照范围过小的问题，采用LED灯在磨薄的颅骨表面代替插入光纤给光，采用波形发生器精确控制LED灯的频率和波宽，以激发大脑皮层第五层发出皮质脊髓束(corticospinaltract，CST)的内锥体神经元产生动作电位，增强其电活动，从而促进CST的再生以修复脊髓损伤，是一种应用工程技术和转基因技术大范围活化大脑皮层促进CST再生从而治疗脊髓损伤的方法。
技术介绍
脊髓损伤是一种致残率、死亡率都非常高的神经系统疾病。据统计，世界范围内脊髓损伤每年发病率为23/百万，亚洲国家尤其中国和韩国发病率较高，为12.06-61.6/百万。目前我国约有200万脊髓损伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光遗传学刺激大范围大脑皮层促进皮质脊髓束再生以修复脊髓损伤的方法，其特征是：(1)只在大脑皮层表面进行光照刺激，不侵入脑组织；(2)采用蓝光发光二极管(light emitting diode，LED)作为光刺激的光源；(3)皮层第五层锥体神经元特异性表达光敏离子通道蛋白(channelrhodopsin 2，ChR2)；(4)单个LED灯光照范围大于0.5×0.5平方厘米；(5)蓝光特异性地活化第五层锥体神经元；(6)脊髓损伤后，光活化第五层锥体神经元促进其轴突，即皮质脊髓束出芽或者再生；(7)光活化促进皮质脊髓脊髓束出芽或者再生能促进脊髓损伤后神经功能修复。

【技术特征摘要】
1.一种光遗传学刺激大范围大脑皮层促进皮质脊髓束再生以修复脊髓损伤的方法，其特征是：(1)只在大脑皮层表面进行光照刺激，不侵入脑组织；(2)采用蓝光发光二极管(lightemittingdiode，LED)作为光刺激的光源；(3)皮层第五层锥体神经元特异性表达光敏离子通道蛋白(channelrhodopsin2，ChR2)；(4)单个LED灯光照范围大于0.5×0.5平方厘米；(5)蓝光特异性地活化第五层锥体神经元；(6)脊髓损伤后，光活化第五层锥体神经元促进其轴突，即皮质脊髓束出芽或者再生；(7)光活化促进皮质脊髓脊髓束出芽或者再生能促进脊髓损伤后神经功能修复。2.根据权利要求1所述的促进神经元轴突出芽或者再生的方法所使用的刺激装置具有以下特征：(1)使用蓝光LED灯，作为光遗传刺激的光源以扩大光照面积，从而活化大片脑区，包括运动皮层、感觉皮层、视皮层、听皮层等浅表脑区；(2)LED灯的光强、频率以及波宽以达到需要的光刺激参数可实现精确调控。3.根据权利要求1所述的此种光刺激大范围皮层的方法，其皮层第五层锥体神经元可特异性表达阳离子和阴离子的光敏离子通道蛋白，包括：ChR1，ChR2，NpHR以及基因改造的eNpHR3.0，Arch，Ar...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾湘，马瑗锾，曾园山，位庆帅，王军华，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44