บทความเบื้องหลังนี้จัดทำขึ้นเพื่อการใช้ชีวิตวิทยาศาสตร์โดยความร่วมมือกับมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
Neurodegeneration สมองค่อยๆสูญเสียกิจกรรมของเซลล์ประสาทในระบบของมันระบบประสาทสัมผัสหรือความรู้ความเข้าใจโดยทั่วไปเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมหรือการสะสมที่ผิดปกติ (เป็นพิษ) ของโปรตีนบางชนิดภายในเซลล์ประสาท encephalopathy บาดแผลเรื้อรัง - พร้อมกับ Huntington's, Alzheimer's และ Parkinson's - เป็นโรคทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของโปรตีนที่สร้างความเสียหาย
การบาดเจ็บที่สมองบาดแผลหรือการถูกกระทบกระแทกเกิดขึ้นเมื่อศีรษะค้ำจุนแรงและพลังที่ทรงพลัง แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วมันจะไม่ได้รับผลกระทบหรือฟกช้ำที่ทำให้เกิดสารสื่อประสาท มันคือการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วของศีรษะ เมื่อศีรษะหมุนอย่างรุนแรงหรือส่งเข้าสู่สถานะของการเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วตามด้วยการหยุดอย่างกะทันหันการทำงานของเซลล์ประสาทสมองจะหยุดชะงัก ใน CTE การหยุดชะงักนี้ทำให้เกิดโปรตีน“ เอกภาพ” - โครงสร้างที่พบได้ทั่วไปในเซลล์ประสาท - เพื่อเพิ่มระดับความเป็นพิษอย่างต่อเนื่องและสร้างโครงสร้างที่พันกันภายในสมอง เป็นผลให้การส่งสัญญาณไฟฟ้าระหว่างเซลล์ประสาทลดลงและความสามารถของสมองในการประมวลผลและเก็บข้อมูลจะลดลงเรื่อย ๆ ความผิดปกติทางอารมณ์เช่นภาวะสมองเสื่อมและภาวะซึมเศร้าอาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน
ในอดีตการวิจัยเกี่ยวกับ TBI และ CTE ได้มุ่งเน้นไปที่นักกีฬาสมัครเล่นและนักกีฬามืออาชีพ การวินิจฉัยครั้งแรกในนักมวยที่ได้รับการกระทบกระเทือนหลายครั้งในวงแหวน CTE มักเกี่ยวข้องกับกีฬาติดต่อเช่นฟุตบอลมวยปล้ำและฮอกกี้น้ำแข็ง (นอกเหนือจากการชกมวย) อย่างไรก็ตามตอนนี้นักวิจัยกำลังสร้างความสัมพันธ์ที่คล้ายกันระหว่าง BLAST Neurotrauma และ CTE ในทหารผ่านศึกทหารสหรัฐฯที่รับใช้ในอัฟกานิสถานและอิรัก
รูปแบบที่คล้ายกันในทหารและนักกีฬา
งานวิจัยที่ได้รับการสนับสนุนจาก NSF ตีพิมพ์เมื่อเดือนที่แล้ว“encephalopathy บาดแผลเรื้อรังในทหารผ่านศึกทหารที่สัมผัสกับระเบิดและรูปแบบเมาส์ Neurotrauma” เผยให้เห็นการเชื่อมต่อระหว่าง CTE และทหารที่สัมผัสกับอุปกรณ์ระเบิดชั่วคราวหลังจากดำเนินการชันสูตรศพเกี่ยวกับทหารผ่านศึกที่ได้รับบาดเจ็บจากการระเบิดหรือเหตุการณ์การสั่นสะเทือนที่คล้ายกันลีโกลด์สไตน์และผู้ร่วมงานของเขาแอนแมคกีพบรูปแบบของ CTE คล้ายกับผู้เล่นฟุตบอล
การค้นหาเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าวัตถุระเบิดส่งผลกระทบต่อระบบประสาทได้อย่างไร พวกเขาค้นพบว่าหนูที่สัมผัสกับการระเบิดครั้งเดียวที่พัฒนาขึ้นไม่เพียง แต่พยาธิสภาพของสมองของ CTE เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอาการด้วย ตัวอย่างเนื้อเยื่อสมองของเมาส์แสดงให้เห็นว่าโปรตีนเอกภาพ hyperphosphorylated รวมถึงสัญญาณของการเสื่อมของซอน
ในฟอสโฟรีเลชั่นปกติฟอสฟอรัสจะถูกเพิ่มลงในโปรตีนเพื่อควบคุมกิจกรรมของมันโดยบอกให้โปรตีนเปิดหรือปิด ในกรณีของ CTE กระบวนการจะหยุดชะงักและโปรตีนผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมี โปรตีนเอกภาพสะสมและคลัสเตอร์ใน Tangles พฤติกรรมที่ไม่แน่นอนของโปรตีนเอกภาพสามารถทำลายแอกซอนหรือที่เรียกว่าเส้นใยประสาทซึ่งมีสัญญาณไฟฟ้าจากเซลล์ประสาทไปยังสถานที่ทั่วระบบประสาท
ในการทำงานอย่างถูกต้องและงอกใหม่ซอนต้องการความช่วยเหลือจากหน่วยการสร้างขนาดเล็กที่เรียกว่า microtubules โปรตีนเอกภาพทำให้ microtubules เหล่านี้เสถียร หากมีข้อบกพร่องหรือไม่เสถียร microtubules ไม่สามารถรองรับความสามารถของซอนในการส่งสัญญาณ การทำงานของสมองเช่นความทรงจำและการเรียนรู้มีความบกพร่อง ในบางกรณีภูมิภาคของสมองที่มีผลต่ออารมณ์สามารถลดลงได้ ในการทดลอง Goldstein และเพื่อนร่วมงานของเขาดำเนินการหนูที่สัมผัสกับระเบิดระเบิดแสดงให้เห็นว่าการเรียนรู้และการขาดดุลหน่วยความจำภายในไม่กี่สัปดาห์ของการทดสอบอันเป็นผลมาจากความเสียหายต่อเซลล์ประสาทของพวกเขา
ผลกระทบในอนาคต
ผลการวิจัยมีการใช้งานทันทีทั้งในสนามรบและในเวทีกีฬา พวกเขาตรวจสอบการเชื่อมต่อที่สำคัญระหว่างการเคลื่อนไหวที่รุนแรงของศีรษะในระหว่างคลื่นกระแทกระเบิดและพลังการถูกกระทบกระแทกของการต่อสู้บนสนาม มันเป็นการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วและสร้างความเสียหายของศีรษะที่สามารถนำไปสู่โรคทางระบบประสาทเช่น CTE หากการเคลื่อนไหวของศีรษะสามารถควบคุมได้ในระหว่างคลื่นกระแทกหรือ Blitz การหยุดชะงักของเซลล์ประสาทสามารถลดลงได้
ดร. โกลด์สไตน์และทีมวิจัยของเขาพบว่าหนูที่มีหัวถูกตรึงในระหว่างการสัมผัสกับการระเบิดไม่ได้พัฒนาอาการหรือพยาธิสภาพของ CTE การค้นพบนี้มีความหมายที่สำคัญสำหรับการพัฒนาและการทดสอบอุปกรณ์ป้องกันและอุปกรณ์กีฬา นอกจากนี้กรณีของการสูญเสียความจำระยะยาวและข้อบกพร่องการเรียนรู้-แม้กระทั่งภาวะซึมเศร้า-ในทหารผ่านศึกและนักกีฬามืออาชีพสามารถตรวจสอบได้อีกครั้ง เจ้าหน้าที่ชั้นนำในเพนตากอนรวมถึงสมาชิกสภาคองเกรสและที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์อาวุโสของประธานาธิบดีกำลังทบทวนงานวิจัยนี้ด้วยความตั้งใจที่จะกำหนดแนวทางใหม่สำหรับอุปกรณ์ป้องกัน
ผ่านการระดมทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ Goldstein และผู้ทำงานร่วมกันของเขา Sudipta Seal และ Hyoung-Jin Cho จาก University of Central Florida ได้พัฒนาและตรวจสอบไบโอเซนเซอร์ที่สามารถระบุความเครียดออกซิเดชั่น (ตัวบ่งชี้ที่เร็วที่สุดในโรคอัลไซเมอร์และพาร์คินสัน) บนเซลล์ประสาท นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะสำรวจความเป็นไปได้ของการใช้ไบโอเซนเซอร์นี้เพื่อกำหนดขอบเขตของสารสื่อประสาทในผู้ที่ตกเป็นเหยื่อการระเบิดและหวังว่าจะช่วยกำหนดรูปแบบการรักษาและการรักษาทางการแพทย์ใหม่หรือการรักษาสำหรับผู้ที่ตกเป็นเหยื่อเหล่านี้
หมายเหตุบรรณาธิการ:นักวิจัยที่ปรากฎในบทความเบื้องหลังได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติหน่วยงานรัฐบาลกลางถูกเรียกเก็บเงินจากการระดมทุนการวิจัยและการศึกษาขั้นพื้นฐานในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ความคิดเห็นการค้นพบและข้อสรุปหรือคำแนะนำใด ๆ ที่แสดงในเนื้อหานี้เป็นของผู้เขียนและไม่จำเป็นต้องสะท้อนมุมมองของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ดูเบื้องหลังการเก็บถาวร-
