Schlaganfälle gefährden die Gesundheit der Menschen und das „China Brain Project“ gibt Hoffnung auf Genesung!

Im Januar 2023 veröffentlichte das Forschungsteam von Tong Xiaoping vom Songjiang Research Institute der Shanghai Jiao Tong University School of Medicine in Zusammenarbeit mit dem Forschungsteam von Wan Jieqing vom angeschlossenen Renji-Krankenhaus seine neuesten Forschungsergebnisse mit dem Titel „Kir4.1-Kanalaktivierung in NG2-Glia trägt zur Remyelinisierung bei ischämischem Schlaganfall bei“ in der international maßgeblichen Fachzeitschrift eBioMedicine, einer Tochtergesellschaft von Lacent. Sie verwendeten transgene Technologie, visualisierte Ganzzell-Patch-Clamp-Aufzeichnungen, Transmissionselektronenmikroskopie, Magnetresonanztomographie bei Kleintieren, In-vivo-Verhaltensanalysen und andere experimentelle Techniken, um den neuen Mechanismus der Wirkung von NG2-Gliazellen auf die neuronale Demyelinisierung infolge eines ischämischen Schlaganfalls aufzudecken.

Der in der Studie erwähnte Schlaganfall, auch als zerebrovaskulärer Unfall oder Schlaganfall bekannt , ist eine schwere Erkrankung, die die Gesundheit der chinesischen Bevölkerung beeinträchtigt. Es kann klinische Symptome wie Gliedmaßenlähmung (Hemiplegie), Sprachstörungen, Dysphagie, kognitive Beeinträchtigung und Depression verursachen. Charakteristisch für die Krankheit sind ihre hohe Inzidenz, hohe Rückfallquote, hohe Invaliditätsrate, hohe Sterblichkeitsrate, hohe wirtschaftliche Belastung und großer Schaden für Gesellschaft und Familie. Laut Statistiken der Weltgesundheitsorganisation erleidet weltweit alle 6 Sekunden ein Mensch einen Schlaganfall und alle 21 Sekunden stirbt ein Mensch an den Folgen eines Schlaganfalls oder erleidet eine dauerhafte Behinderung. Im Rahmen des Großprojekts „Gehirnforschung und gehirnähnliche Forschung“ der Nationalen Wissenschafts- und Technologieinnovation 2030, dem „China Brain Project“ , suchen Wissenschaftler aktiv nach der Pathogenese des Schlaganfalls und erforschen und ergründen Strategien zur Krankheitsvorbeugung und Behandlung des Schlaganfalls an der Wurzel und Quelle.

● Fortschritte in der Hirnforschung in der Schlaganfallforschung

1. Innovation in der Gehirnbildgebungstechnologie

Die Entwicklung der Gehirnforschung ist untrennbar mit der Entwicklung fortschrittlicher Bildgebungstechnologien verbunden. Bei der Untersuchung zerebrovaskulärer Erkrankungen bieten funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI), Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) und hochauflösende Angiographietechniken den Ärzten nicht-invasive Möglichkeiten, den zerebralen Blutfluss, Hirngewebeschäden und die Neuorganisation neuronaler Netzwerke zu beobachten. Diese Technologien ermöglichen nicht nur eine genaue Diagnose eines Schlaganfalls im Frühstadium, sondern unterstützen die Ärzte auch bei der Einschätzung der Prognose des Patienten.

2. Forschung zu neuroprotektiven Mechanismen

Nach einem Schlaganfall ist der Tod von Nervenzellen und die Schädigung des Hirngewebes ein komplexer Prozess. Die Hirnforschung widmet sich der Aufklärung der neuroprotektiven Mechanismen dieses Prozesses, um Behandlungsmöglichkeiten zu finden, die den Zelltod im Gehirn verringern und die Reparatur des Hirngewebes fördern können. Forscher haben beispielsweise eine natürliche chinesische Kräuterverbindung namens Luteolin ausprobiert und gefunden, die die Blut-Hirn-Schranke durchdringen und die Öffnung der Kir4.1-Ionenkanäle bewirken kann. Die Behandlung von Mäusen mit zerebraler Ischämie mit Luteolin kann den Kir4.1-Kanalstrom von NG2-Gliazellen erhöhen, die axonale Myelinregeneration weiter fördern, den Bereich des Hirninfarkts bei Mäusen reduzieren und letztendlich die neuromotorische Funktion von Mäusen verbessern.

3. Erforschung der Neuroplastizität

Bei Schlaganfallpatienten kann eine „funktionelle Reorganisation“ beobachtet werden. Wenn beispielsweise der Gehirnbereich, der die Armbewegung steuert, beschädigt ist, können andere, unbeschädigte Bereiche diese Funktion übernehmen und einige Armbewegungsfunktionen wiederherstellen. Dies ist eine Manifestation der Neuroplastizität, d. h. der Fähigkeit von Gehirnzellen (Neuronen), sich nach einer Verletzung neu zu organisieren und anzupassen, um verlorene Funktionen wiederherzustellen oder zu ersetzen. Die Forschung zur Neuroplastizität ist ein hochaktuelles Thema in der Gehirnforschung. Sie untersucht, wie sich das Gehirn nach einer Verletzung durch Veränderung seiner Struktur und Funktion an neue Situationen anpasst. Diese Anpassung kann in Form neuer neuronaler Verbindungen, der Stärkung bestehender Verbindungen oder Änderungen in der Art und Weise erfolgen, wie Signale zwischen Neuronen übertragen werden. In der Schlaganfallforschung ist die Untersuchung der Neuroplastizität von besonderer Bedeutung. Durch ein tieferes Verständnis der Selbstreparatur des Gehirns nach einer Verletzung wird eine theoretische Grundlage für die Entwicklung neuer Behandlungs- und Rehabilitationsstrategien geschaffen, die darauf abzielen, den Selbstreparaturprozess des Gehirns bei Schlaganfallpatienten zu fördern, ihnen dabei zu helfen, verlorene Funktionen wiederzuerlangen und ihre Lebensqualität zu verbessern.

Dieser Forschungsbereich gibt Schlaganfallpatienten nicht nur Hoffnung auf Genesung, sondern liefert auch wertvolle Erkenntnisse zu unserem Verständnis und Wissen über die Komplexität und Belastbarkeit des Gehirns.

● Anwendung der Gehirnforschung bei zerebrovaskulären Erkrankungen

1. Computermodell zur Simulation des zerebralen Gefäßnetzwerks

Eine wichtige Richtung der gehirnähnlichen Forschung besteht darin, Computermodelle zu erstellen, die die Funktionsweise des Gehirns simulieren. Bei der Untersuchung zerebrovaskulärer Erkrankungen verwenden Wissenschaftler diese Modelle, um die hämodynamischen Veränderungen im zerebralen Gefäßnetzwerk und die Reaktion des Hirngewebes nach einer Blockade oder Ruptur eines Blutgefäßes zu simulieren. Diese Modelle helfen uns nicht nur, die Pathogenese zerebrovaskulärer Erkrankungen zu verstehen, sondern liefern auch wertvolle Hinweise für die Arzneimittelentwicklung und klinische Behandlung.

2. Anwendung künstlicher Intelligenz bei der Vorhersage und Diagnose von Krankheiten

Die Entwicklung der künstlichen Intelligenz hat neue Möglichkeiten für die Frühdiagnose und Prognosebewertung zerebrovaskulärer Erkrankungen eröffnet. Durch die Analyse großer Mengen medizinischer Bilddaten, klinischer Informationen, genetischer Daten usw. können Algorithmen der künstlichen Intelligenz Ärzte dabei unterstützen, Läsionsstellen genauer zu identifizieren, den Krankheitsverlauf vorherzusagen und personalisierte Behandlungspläne zu entwickeln.

3. Erforschung der Gehirn-Computer-Schnittstelle in der Rehabilitationsmedizin

Die Brain-Computer-Interface-Technologie (BMI) ist eine Technologie, die Gehirnaktivität in Steuersignale für externe Geräte umwandeln kann. Bei der Rehabilitationsbehandlung zerebrovaskulärer Erkrankungen soll die BMI-Technologie den Patienten dabei helfen, motorische Funktionen zu trainieren und wiederherzustellen, indem sie Prothesen oder externe Geräte durch Gedankenkontrolle steuert. Diese Technologie verbessert nicht nur die Rehabilitationsergebnisse, sondern steigert auch das Selbstvertrauen und die Lebensqualität der Patienten.

● Aussichten und Herausforderungen

Die Ergebnisse der Hirnforschung und der gehirnähnlichen Forschung werden nach und nach in klinische Anwendungen umgesetzt. Beispielsweise befinden sich einige Medikamente, die auf neuroprotektiven Mechanismen basieren, in der klinischen Testphase und dürften neue Behandlungsmöglichkeiten für Patienten mit zerebrovaskulären Erkrankungen bieten. Gleichzeitig werden in Krankenhäusern zunehmend auf künstlicher Intelligenz basierende Diagnosesysteme eingesetzt, um Ärzten zu helfen, die Effizienz und Genauigkeit ihrer Diagnosen zu verbessern. Darüber hinaus gelangt die BMI-Technologie in der Rehabilitationsmedizin allmählich vom Labor in die Klinik und bietet neue Hoffnung für die funktionelle Genesung der Patienten.

Dementsprechend stehen die Hirnforschung und die gehirnähnliche Forschung im Bereich der zerebrovaskulären Erkrankungen noch immer vor zahlreichen Herausforderungen. Erstens schränken die Komplexität des Gehirns und individuelle Unterschiede die Allgemeingültigkeit der Forschungsergebnisse ein. zweitens muss die klinische Umsetzung neuer Technologien einer strengen Sicherheits- und Wirksamkeitsprüfung unterzogen werden; Schließlich sind auch die hohen Forschungs- und Entwicklungskosten sowie die Behandlungskosten ein Faktor, der die breite Anwendung dieser Technologien einschränkt.

● Glauben

Angesichts des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts und der zunehmenden gesellschaftlichen Aufmerksamkeit für zerebrovaskuläre Erkrankungen haben wir Grund zu der Annahme, dass das „China Brain Project“ auch weiterhin einen größeren Beitrag zur Prävention, Diagnose und Behandlung zerebrovaskulärer Erkrankungen leisten wird.

Diese Arbeit wurde ursprünglich vom Gesundheitswissenschaftsteam des Songjiang-Krankenhauses der Shanghai Jiaotong University School of Medicine erstellt.

Autor: Zhu Qinting, Allgemeinmediziner, Assistenzarzt, Standardisierte Ausbildungsstätte für Assistenzärzte, Songjiang-Krankenhaus der Shanghai Jiao Tong University School of Medicine

Korrespondierender Autor: Shen Hua, stellvertretender Chefarzt für Allgemeinmedizin, Songjiang Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine

Bildquelle: Vom Autor zusammengestellt und dann von KI erstellt

Förderprojekt: Wissenschaftspopularisierungsprojekt 2023 des Bezirks Songjiang, Shanghai

(2023SJKPZ016)