作为国际合作的一部分，丹麦技术大学的研究人员正在创建一个大脑模型，模仿帕金森病患者大脑中不起作用的系统。
新模型使得研究导致协调大脑运动和运动功能的多巴胺产生下降的疾病机制成为可能。
该大脑模型正在欧盟资助的OpenMIND项目中开发，来自DTU和隆德大学的研究人员现已准备好早期原型。该模型由干细胞生长的小块脑组织组成。组织中的脑细胞共同代表了帕金森病患者受损的大脑系统。
“该模型旨在模拟黑质纹状体通路，即多巴胺控制身体运动的大脑部分。换句话说，我们正在重建大脑内部的生物过程，该模型将使我们能够测试和开发新的药物和治疗方法。”
DTU教授JennyEmnéus表示：“这对于像帕金森氏症这样的疾病至关重要，因为我们无法在不造成重大损伤的情况下对患者的大脑进行活检。”她为OpenMIND项目做出了贡献，特别是开发了大脑模型。
新大脑模型可以探索的治疗方法之一是细胞替代疗法，它可以减轻帕金森病患者所经历的震颤。在细胞替代疗法中，医生将干细胞移植到患者的大脑中，之后这些细胞会生长并取代参与多巴胺释放系统的受损细胞。
世界上一些国家已经开始试验这种治疗方法，其中包括瑞典，瑞典隆德的医生于2023年2月对一名帕金森病患者进行了首例干细胞移植。
来自受精卵的干细胞
OpenMIND项目的研究人员使用的人类干细胞来自人工授精卵子(胚胎)的早期阶段，其中的细胞可以发育成人体的任何细胞类型。这些细胞被专业人士称为多能干细胞。它们可以无限地自我更新，这意味着，原则上，研究人员可以通过单个受精卵培育出足够的干细胞来治疗每位帕金森病患者。
众所周知，光可以帮助激活多巴胺的释放，研究人员在大脑模型中研究帕金森病的机制时利用了这一点。他们使用一种特殊的多能干细胞变体来做到这一点，这种变体经过基因改造，对光敏感。在大脑模型中，光线来自尺寸小于1/10毫米的超细光缆。
大脑模型中的光缆是与DTU、隆德大学和马德里自治大学的StephanS.Keller教授等人单独合作发明的。在该项目中，研究人员将光缆的塑料涂层暴露在高温下，将表面变成煤炭，因为这赋予了光缆重要的导电能力。通过这种方式，该电缆还可以用作传感器来测量多巴胺和正在研究的大脑系统中涉及的其他重要化学物质。
“实验表明，利用光缆，我们可以启动周围细胞释放多巴胺，并检测细胞是否同时释放多巴胺，”JennyEmnéus说。
潜在的植入
光缆烧焦表面的另一个有趣的方面是干细胞可以在其上生长并发育成产生多巴胺的脑细胞。细胞仍然需要被光激活，因此研究人员使用激光在碳表面切出小凹口，让光进入以刺激多巴胺的释放。
该解决方案开启了开发可植入帕金森病患者大脑的植入物技术的可能性。研究人员现已开发出第一个原型，并已准备好进行动物测试。
“植入物有可能使我们能够在大脑受影响的确切部位治疗帕金森病。如今，患者接受口服药物治疗。因此，药物不仅到达受影响的区域，而且到达整个大脑，从而引起许多不良副作用，”JennyEmnéus说。
DTU研究人员正在与意大利和挪威的研究人员合作开发一种遥控器，患者在植入植入物后即可使用该遥控器。当患者出现症状时，遥控器需要到达植入物并激活光，从而刺激多巴胺的释放，同时还测量多巴胺的释放量。
如果研究人员成功开发出该系统，患者如何管理自己的剂量的问题仍然存在。
“我们想象医生会开出多巴胺的剂量，或者根据患者的症状，医生会开出多巴胺剂量的间隔，这样患者最终就不会给大脑带来压力，”JennyEmnéus说。
10年后的新疗法
OpenMIND研究项目已获得2025年之前的资金支持，预计将导致其他神经退行性疾病测试平台的开发。除其他外，该测试平台将向私营公司提供，用于测试新药和疾病治疗方法。