细菌入侵大脑 在无菌的皮层内微电极植入后
Jeffrey Capadona1, George Hoeferlin1, Sarah Grabinski1
1Case Western Reserve University.
Research square
|March 18, 2024
概括
微电极植入损害了血脑屏障 (BBB),允许肠道细菌进入大脑. 这影响了大脑机器接口性能和神经炎症,突出了影响大脑健康的新机制.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 微生物组研究 微生物组研究
背景情况:
- 大脑机器接口 (BMI) 的性能受到神经炎症的限制,通常是由皮质内微电极造成的血脑屏障 (BBB) 损伤引起的.
- 肠道细菌可能进入大脑,可能加剧BBB干扰并影响大脑健康.
研究的目的:
- 调查皮层内微电极植入是否有助于细菌进入大脑.
- 探索细菌存在和微生物群-肠-大脑轴调节失调对BMI表现和神经炎症的影响.
- 评估研究结果在小鼠和人类之间的翻译相关性.
主要方法:
- 在小鼠身上进行了皮质内微电极植入.
- 系统性抗生素治疗用于评估细菌抑制效果.
- 分析了微电极记录性能,脑组织细菌存在,炎症反应和便微生物组合.
- 在长期接受抗生素治疗的小鼠中检查了神经退行性路径.
主要成果:
- 在植入后的大脑中检测到包括肠道相关物种在内的细菌.
- 抗生素治疗减少了大脑细菌和急性炎症,暂时改善了记录性能.
- 长期的抗生素治疗恶化了记录性能和失调的神经退行性通路.
- 在植入的小鼠和人类受试者之间观察到便微生物组的相似之处.
结论:
- 皮层内微电极植入可以导致细菌入侵大脑,影响微生物群-肠-大脑轴.
- 这种细菌透导致神经炎症,并影响慢性BMI表现.
- 这些发现表明,一种新的机制影响了植入后的大脑健康和设备寿命.
