通过计算建模和光遗传学功能性磁共振成像来解决脑回路功能和功能障碍制造技术

技术编号:45647923 阅读:17 留言:0更新日期:2025-06-27 18:51
提供了方法、系统和装置,包括编码在计算机存储介质上的计算机程序,用于优化神经刺激疗法,以用于治疗神经系统疾病和神经退行性疾病。联合动态因果建模和生物物理学建模用于刺激靶点和参数的优化。特别地,提供了执行神经调节以抑制受试者脑中的b频段振荡的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍


技术实现思路

1、提供了方法、系统和装置,包括编码在计算机存储介质上的计算机程序,用于优化神经刺激疗法,以用于治疗神经系统疾病和神经退行性疾病。联合动态因果建模和生物物理学建模用于刺激靶点和参数的优化。特别地,提供了执行神经调节以抑制受试者脑中的β频段振荡的方法。

2、在一个方面,提供了一种抑制受试者脑中β频段振荡的方法,其中根据包括以下步骤的方法进行中型多棘神经元(medium spiny neurons)的光遗传学神经调节:(a)对受试者脑的内侧苍白球(gpi)区域中的d1-中型多棘神经元(d1-msn)进行光遗传学抑制,其中d1-msn介导的β频段振荡被抑制;(b)对受试者脑的外侧苍白球(gpe)区域中的d2-中型多棘神经元(d2-msn)进行光遗传学抑制,其中d2-msn介导的β频段振荡被抑制;(c)在受试者脑的gpe区域中周期性地对d1-msn进行光遗传学刺激,其中d1-msn介导的β频段振荡被抑制;或(d)在受试者脑的gpe区域中随机地对d1-msn和d2-msn进行光遗传学刺激,其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种通过根据包括以下步骤的方法对中型多棘神经元进行光遗传学神经调节来抑制受试者脑中β频段振荡的方法:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法包括:

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述对所述Gpi区域或所述Gpe区域中的所述D1-MSN或所述D2-MSN进行光遗传学抑制包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其中所述光响应性离子通道是光响应性阴离子传导视蛋白或光响应性质子传导调节剂。

5.根据权利要求4所述的方法,其中所述光响应性阴离子传导视蛋白传导氯离子(Cl-)。

6.根据权利要求4或5所述的方法,其中所述阴离子...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种通过根据包括以下步骤的方法对中型多棘神经元进行光遗传学神经调节来抑制受试者脑中β频段振荡的方法:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法包括:

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述对所述gpi区域或所述gpe区域中的所述d1-msn或所述d2-msn进行光遗传学抑制包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其中所述光响应性离子通道是光响应性阴离子传导视蛋白或光响应性质子传导调节剂。

5.根据权利要求4所述的方法,其中所述光响应性阴离子传导视蛋白传导氯离子(cl-)。

6.根据权利要求4或5所述的方法,其中所述阴离子传导视蛋白是阴离子传导通道视紫红质或卤视紫红质。

7.根据权利要求6所述的方法,其中所述卤视紫红质是嗜盐碱单胞菌(natronomonaspharaonis)卤视紫红质(nphr)、增强型nphr(enphr)1.0、enphr 2.0或enphr 3.0。

8.根据权利要求6所述的方法,其中所述阴离子传导通道视紫红质是ic1c2、swichr、swichr++或ic++。

9.根据权利要求4所述的方法,其中所述光响应性质子传导调节剂是细菌视紫红质或古菌视紫红质。

10.根据权利要求9所述的方法,其中所述光响应性质子传导调节剂是来自红皮嗜盐菌(halorubrum sodomense)的arch、来自盐红菌属(halorubrum sp.)的archt、来自大斑小球腔菌(leptosphaeria maculans)的tp009或来自大斑小球腔菌(leptosphaeria maculans)的mac。

11.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述对所述gpi区域或所述gpe区域中的所述d1-msn或所述d2-msn进行光遗传学刺激包括:

12.根据权利要求11所述的方法,其中所述光响应性离子通道是光响应性阳离子传导视蛋白。

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述光响应性阳离子传导视蛋白传导钙阳离子(ca2+)。

14.根据权利要求12或13所述的方法,其中所述光响应性阳离子传导视蛋白是光响应性阳离子传导通道视紫红质。

15.根据权利要求14所述的方法,其中所述光响应性阳离子传导通道视紫红质是莱茵衣藻(chlamydomonas reinhardtii)通道视紫红质或卡特氏团藻(volvox carteri)通道视紫红质。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述光响应性阳离子传导通道视紫红质是莱茵衣藻通道视紫红质-1(chr1)、莱茵衣藻通道视紫红质-2(chr2)、卡特氏团藻通道视紫红质-1(vchr1)或嵌合chr1-vchr1通道视紫红质。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法,其中编码所述光响应性离子通道的所述多核苷酸由病毒载体提供。

18.根据权利要求17所述的方法,其中所述病毒载体是慢病毒载体或腺相关病毒(aav)载体。

19.根据权利要求17或18所述的方法,其中将所述病毒载体立体定向地注射到压后皮层中。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的方法,其中所述载体进一步包含可操作地连接到编码所述光响应性离子通道的所述多核苷酸的神经元特异性启动子。

21.根据权利要求17-20中任一项所述的方法,其中所述光响应性离子通道的表达是可诱导的。

22.根据权利要求1-21中任一项所述的方法,其中所述照射所述光响应性离子通道包括使用基于光纤的光学神经接口将来自光源的光递送至所述光响应性离子通道。

23.根据权利要求22所述的方法,其中所述光源是固态二极管激光器。

24.根据权利要求1-23中任一项所述的方法,其中所述受试者患有帕金森病。

25.根据权利要求1-24中任一项所述的方法,其中所述对所述d1-msn进行光遗传学抑制包括对所述受试者脑的所述gpi区域中的所述d1-msn的持续分流抑制。

26.根据权利要求1-25中任一项所述的方法,其中所述对所述d2-msn进行光遗传学抑制包括对所述受试者脑的所述gpe区域中的所述d2-msn的持续分流抑制。

27.根据权利要求1-26中任一项所述的方法,其中所述在所述受试者脑的所述gpe区域中周期性地对所述d1-msn进行光遗传学刺激包括以130hz的频率进行周期性刺激。

28.根据权利要求1-27中任一项所述的方法,其中所述在所述受试者脑的所述gpe区域中随机地对所述d1-msn和所述d2-msn进行光遗传学刺激包括使用具有130hz的随机间隔的脉冲的多个刺激序列,其中每...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·H·李Q·刘
申请(专利权)人:小利兰·斯坦福大学董事会
类型:发明
国别省市:

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