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研究为使用类似起搏器的设备恢复失去的口腔功能奠定了基础

即使是平凡的吞咽动作,也需要 30 多块口腔肌肉协调良好的舞蹈。由于疾病或受伤,即使其中一项功能丧失,也会使人极度虚弱。对于这些人来说,神经刺激为恢复他们失去的口腔功能提供了一线希望。

在一项新研究中,德克萨斯 A&M 大学的研究人员描绘了在口腔不同部位提供感觉所需的最小电流大小。研究人员表示,他们的研究是朝着构建电刺激植入物迈出的第一个但至关重要的一步,该植入物可以恢复由于神经或脑损伤而丧失的基本口腔内功能。

许多基本的身体功能由神经系统通过感觉运动反馈回路进行协调。顾名思义,这些神经回路涉及大脑解释来自感觉神经的传入信号,然后命令运动神经执行特定运动。因此,例如,感觉运动回路在自主功能(如行走或握住物体)和非自主运动(如打喷嚏或眨眼)中起着至关重要的作用。

在口腔内,也称为口腔内,有丰富的感觉神经和运动神经。特别是,软腭和舌头中的感觉运动神经协调与吞咽、说话和呼吸相关的几种口内运动。因此,由于神经创伤或疾病对感觉或运动神经纤维的损害会损害这些基本功能,降低患者的生活质量。

电神经刺激可能有助于启动神经行动,就像心脏起搏器如何电刺激心脏神经,导致心肌收缩一样。但与起搏器不同的是,尚未研究适当刺激口腔不同部位所需的电流频率和幅度的细节。

“电刺激可以调节神经电流或动作电位,这是与大脑之间的交流方式,”电气和计算机工程系助理教授 Hangue Park 博士说。“因此,应该小心应用电刺激,因为如果不这样做,那么它可能会导致不良影响,或者它可能根本不会刺激任何东西。”

为了研究所需的最小刺激电流,Park 和他的团队将微型金属电极插入标准牙齿固定器中。这些电极被放置在受试者身上,以刺激他们的软腭或舌侧和舌尖,它们接收丰富的感觉神经。对于这些位置中的每一个,研究人员缓慢地改变刺激电流的幅度,保持频率固定。然后,受试者被要求报告他们什么时候开始有感觉,什么时候感觉不舒服。接下来,他们对更高频率的电流重复了相同的实验。

在汇编了他们的数据后,该团队确定了舌头和软腭的平均感知和不适阈值。此外,他们还制作了口腔内的等效电路,以复制该区域的电气特性。研究人员表示,该电路可以帮助进一步研究离线电刺激的影响,而无需人类受试者。

研究人员指出,他们的下一步将是对口腔内区域进行电刺激,并研究这些模拟如何改变咀嚼、吞咽和其他行为。

“感觉运动系统极易因神经缺陷、衰老和神经退行性疾病而受到损害,”Park 说。“在这项研究中,我们已经开始为控制不自主和自主运动的口腔部分进行电刺激奠定基础。我们的工作是一项开创性的研究,它很重要,这样我们就可以在不久的将来帮助那些面临完成我们认为理所当然的日常任务的巨大挑战。”

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