东方时讯网人类是生物电生物。构成组织和器官的细胞集合使用电压和电场的语言进行通信。这种电代码是由嵌入细胞膜中的专门离子通道和蛋白质产生的。生物电还指导胚胎发育。早在大脑发育成熟之前，干细胞就开始活跃起来，进行生物电对话。1这种网络喋喋不休协调组织的自组织，并赋予人体(包括大脑)物理形状——这一概念由哈罗德·萨克斯顿·伯尔(HaroldSaxtonBurr)于1935年首次推广。2尽管当时存在争议，但现代技术最终证明了伯尔想法的先见之明，为探索人体内在的再生潜力提供了基础。3,4
最近，斯坦福大学神经病学和神经科学助理教授保罗·乔治和他的团队应用发育生物电领域的见解来再生大脑。“人们对中风的反应非常不同——年轻患者比老年患者恢复得更好。我们询问是否可以重建那个年轻的环境，”乔治说。“许多线索有助于神经系统的形成，包括电、化学和物理线索。”优化这些条件可以帮助移植的干细胞存活，与局部脑细胞整合，并刺激身体自身的修复机制。
乔治和他的团队研究了神经干细胞移植与电刺激相结合是否可以恢复动物中风模型中的大脑功能，并在《自然通讯》上报告了他们的发现。5他们创造了一种载有人类神经干细胞的导电聚合物，将这种新型生物电装置植入到中风受伤的大鼠大脑中，并跟踪动物随时间的恢复情况。
乔治的团队发现，与仅移植干细胞或施加电流相比，电刺激移植的干细胞和周围组织可以更快、更有效地改善大脑愈合和功能恢复。他们还发现，电刺激移植的干细胞上调了负责产生斯钙素2(STC2)的基因，斯钙素2是一种控制细胞增殖的神经保护蛋白。5-8较高水平的STC2会增加大脑干细胞的产生并介导中风恢复。“现在人们普遍认为，大脑在一生中都会持续产生自己的干细胞。在动物模型中，这些细胞会进入受伤区域，如果这些细胞越多，动物从中风中恢复得越好。这可能是改善复苏的一种机制，”乔治解释道。
“这里的主要进展是通过STC2通路的作用机制，”旧金山大学神经外科和脑修复杰出教授CesarioBorlongan说，他没有参与这项研究。这些发现令人信服，因为阻断STC2也会阻断大脑新干细胞的产生。了解电刺激如何重新唤醒干细胞是释放大脑内在再生能力的关键。科学家们知道，电可以刺激干细胞存活、增殖和迁移到损伤部位，但了解这些现象之间的因果关系被认为是一项突破。“到目前为止，我们还不知道真正的机制，”博尔隆根说。
导电聚合物既为干细胞提供了物理支架，又为它们提供了电刺激的途径，影响移植干细胞和局部干细胞的分化方式以及它们产生的刺激愈合的化学因子。这是否代表休眠发育过程的重新唤醒还有待观察。伯尔说“电似乎弥合了无生命世界与有生命物质之间的差距”八十年后，9乔治的导电聚合物系统正在利用神经干细胞的电语言，充当复兴和重塑受伤大脑的管道。