塔夫茨大学医学院的克里斯·杜拉(Chris Dulla)领导的神经科学家通过使用一种模仿生酮饮食的代谢作用的药物，预防了颅脑损伤后小鼠癫痫活动的发展。该研究的高级副本今天在JCI Insight中发布。

生酮饮食最初是在1920年代开发的，用于治疗儿童的耐药性癫痫。通过限制饮食中的碳水化合物，人体被迫燃烧脂肪而不是葡萄糖，葡萄糖是人体通常的能量来源。尽管研究人员并不确切知道饮食的治疗效果如何，但迄今为止的证据表明，新陈代谢的变化是关键。

“虽然我们知道生酮饮食可以控制癫痫患者的癫痫发作，但是我们想了解它是否能够预防创伤后癫痫的发展，”医学博士和博士Jenny Koenig说。塔夫茨大学塔夫茨大学医学院和萨克勒大学生物医学科学学院的学生，在杜拉实验室工作。

创伤性癫痫病在脑外伤(TBI)的三年内发生，大约每10人中就有1人。TBI导致大脑抑制网络功能障碍，包括通常使大脑活动平静的细胞。没有抑制作用，大脑活动就会增加，从而导致受伤后出现行为和认知挑战。

随着活动的增加，通过称为糖酵解的过程对能量产生的需求也增加了，该过程通过燃烧葡萄糖或糖为大脑提供能量。该研究小组不是直接着眼于减少神经元活动，而是使用一种名为2-脱氧葡萄糖(2-DG)的药物来抑制糖酵解，以模仿生酮饮食的代谢作用。

通过一种称为全细胞记录的通用电生理技术，通过记录受伤区域细胞的大脑活动，研究人员确定，与小鼠的对照脑组织相比，兴奋性细胞在受伤组织中的活性更高。

相比之下，通常抑制其他细胞的细胞在受伤后死亡，使大脑无法抑制活动。直接在脑组织上使用2-DG能够减少TBI引起的细胞兴奋和癫痫发作活性。

在一项后续实验中，研究小组在受伤后一周内给小鼠注射了2-DG或生理盐水(作为对照)，以评估其效果。他们发现2-DG治疗可减少细胞兴奋，减少细胞损失并阻止癫痫脑活动的发展。

“我们发现，用小分子模拟生酮饮食治疗可改善TBI后的神经元存活率和脑功能。我们还证实了不同类型的神经元以不同的方式使用能量，从而允许特定类型的细胞控制神经元的新陈代谢。”塔拉夫斯大学医学院的实验室研究神经元网络功能的Dulla说道，特别是它们与癫痫和其他神经系统疾病。

“尽管是初步研究，但我们的研究表明，通过特定饮食或模仿饮食来控制脑代谢可能是预防TBI后癫痫或癫痫发生发展并恢复大脑正常突触沟通的有效方法，”他继续说道。 。“重要的是，已经对2-DG进行了研究，以帮助治疗癌症和其他疾病，这表明，如果在脑损伤中进行了适当测试，该方法可能会在临床上使用。”