За първи път изследователите използват ултразвук, за да стимулират едновременно множество мозъчни области – прецизен и нежен подход за неврологични терапии. Методът е наречен „холографска транскраниална ултразвукова невромодулация“- TUS (hTUS).
Неврологични заболявания като Алцхаймер, Паркинсон и депресия се считат за трудни за лечение. Лекарствата не са ефективни при всички пациенти, а хирургичните процедури често носят рискове. Международен изследователски екип представи нов метод за специфично стимулиране на мозъчните мрежи – използвайки само звукови вълни. Това е възможно благодарение на специална форма на ултразвукова мозъчна стимулация.
Екип от ETH Цюрих – Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Университета в Цюрих и Нюйоркския университет стои зад разработката. За разлика от предишните методи, технологията стимулира не само една точка в мозъка, а няколко едновременно. Могат да бъдат прецизно насочени от три до пет точки – подобно на точността на лазер.
„Мозъкът функционира в мрежи“, обяснява ръководителят на проекта Даниел Разански. „Следователно е по-лесно да се стимулира или потисне мозъчна мрежа, ако се прави едновременно на няколко точки.“
УЛТРАЗВУКОВА МОЗЪЧНА СТИМУЛАЦИЯ С ПО-МАЛКО ВЪЗДЕЙСТВИЕ
Процедурата остава напълно неинвазивна. Устройството просто се поставя от външната страна на главата. Ултразвуковите вълни проникват в черепа и прецизно се насочват към целевите области на мозъка. Не се изисква хирургическа намеса. Тъй като няколко зони се стимулират едновременно, интензитетът може да бъде настроен значително по-ниско, отколкото при предишните методи.
„Колкото по-малко интензивен е ултразвукът, толкова по-безопасен е за мозъка“, казва Разански. Според експертите това значително намалява риска от съдово увреждане или прегряване.
КАК СИСТЕМАТА СЪЗДАВА ФОКУСНИ ТОЧКИ С МИЛИМЕТРОВА ТОЧНОСТ
Ядрото на новия метод е полусферична решетка с 512 ултразвукови преобразувателя. Всеки от тях генерира малък импулс. Вълните се припокриват, за да създадат няколко остри фокални точки в мозъка – сравними с триизмерна холограма.
Системата работи на честота от 3 мегахерца. Фокалните зони са с ширина приблизително 250 микрометра. Използвайки специално изобразяване с калциева флуоресценция, учените могат да проследят въздействието на звуковите вълни в реално време.
ПО-ДОБЪР ЕФЕКТ С ПО-МАЛКО ЕНЕРГИЯ
Изчислителен модел показва, че едновременното стимулиране на няколко мозъчни области води до потенциращ ефект. Активирането на отделни области често не е достатъчно, за да се задейства цяла мрежа. Ако обаче няколко места се контролират едновременно, е достатъчно значително по-малко количество енергия.
Най-важните ефекти с един поглед:
- Прагът на реакция пада до по-малко от половината
- Стимулацията е по-стабилна и целенасочена
- Мрежите реагират по-силно и по-координирано
ПЕРСПЕКТИВА ЗА МНОГО ЗАСЕГНАТИ ХОРА
Досега процедурата е тествана само върху мишки. Методът обаче би могъл да помогне в бъдеще на хора, за които лекарствата са неефективни или за които операцията би била твърде рискована. Те включват пациенти с болестта на Алцхаймер, болестта на Паркинсон, хронична депресия или след инсулт.
Изследователите виждат особени предимства в целенасоченото активиране на цели мозъчни мрежи. Много неврологични симптоми не възникват от единична дисфункция, а от дефектни връзки в мрежата – точно тук се намесва методът.
НАКРАТКО:
- Изследователи от ETH Zurich и партньорски университети са разработили „холографска“ ултразвукова техника, която се насочва едновременно към три до пет точки в мозъка, като по този начин влияе по-прецизно върху цели мрежи.
- Комбинацията от ултразвук и мозъчна стимулация позволява по-слаби, целенасочени импулси, значително намалява рисковете като прегряване или съдово увреждане и елиминира хирургическата интервенция.
- Технологията би могла да позволи по-нежно лечение на Алцхаймер, Паркинсон, епилепсия или депресия в бъдеще, като същевременно открива нови пътища за изследвания на мозъка.