Neurologiniai sutrikimai, tokie kaip priklausomybė, depresija ir obsesinis-kompulsinis sutrikimas (OCD), paveikia milijonus žmonių visame pasaulyje ir jiems dažnai būdingos sudėtingos patologijos, apimančios kelis smegenų regionus ir grandines. Šias ligas labai sunku gydyti dėl sudėtingo ir menkai suprantamo smegenų funkcijų pobūdžio ir sudėtingo gydymo į giliąsias smegenų struktūras pristatymo be invazinių procedūrų.
Sparčiai besivystančioje neurologijos srityje neinvazinė smegenų stimuliacija yra nauja viltis suprasti ir gydyti daugybę neurologinių ir psichikos būklių be chirurginės intervencijos ar implantų. Tyrėjai, vadovaujami Friedhelmo Hummelio, kuris EPFL Gyvybės mokslų mokykloje užima Defitchecho klinikinės neuroinžinerijos katedrą, ir postdoc Pierre'as Vassiliadis yra naujo požiūrio šioje srityje pradininkai, atverdami ribas gydant tokias ligas kaip priklausomybė ir depresija.
Jų tyrimai, kuriuose naudojama transkranijinė laiko trukdžių elektrinė stimuliacija (tTIS), konkrečiai nukreipti į giliuosius smegenų regionus, kurie yra kelių svarbių kognityvinių funkcijų valdymo centrai ir yra susiję su skirtingomis neurologinėmis ir psichikos patologijomis. Tyrimas, paskelbtas m Gamta Žmogaus elgesyspabrėžia tarpdisciplininį požiūrį, kuris integruoja mediciną, neuromokslą, skaičiavimus ir inžineriją, kad pagerintų mūsų supratimą apie smegenis ir vystytų galimai gyvenimą keičiančius gydymo būdus.
„Invazinė giluminė smegenų stimuliacija (DBS) jau sėkmingai pritaikyta giliai sėdintiems nervų valdymo centrams, siekiant pažaboti priklausomybę ir gydyti Parkinsono ligą, OKS ar depresiją“, – sako Hummel. „Pagrindinis mūsų požiūrio skirtumas yra tai, kad jis yra neinvazinis, o tai reiškia, kad mes naudojame žemo lygio elektrinę galvos odos stimuliaciją, kad nukreiptume šiuos regionus.
Vassiliadis, pagrindinis šio straipsnio autorius, medicinos gydytojas, turintis bendrą mokslų daktaro laipsnį, apibūdina tTIS kaip dviejų porų elektrodų, pritvirtintų prie galvos odos, naudojimą smegenyse esantiems silpniems elektros laukams.
„Iki šiol negalėjome konkrečiai taikyti šių regionų neinvaziniais metodais, nes žemo lygio elektriniai laukai stimuliuotų visus regionus tarp kaukolės ir gilesnių zonų, todėl bet koks gydymas būtų neveiksmingas. Šis metodas leidžia mums pasirinktinai stimuliuoti giliuosius smegenų regionus, kurie yra svarbūs neuropsichiatriniams sutrikimams“, – aiškina jis.
Novatoriška technika pagrįsta laikinųjų trukdžių koncepcija, iš pradžių tyrinėta graužikų modeliuose, o dabar EPFL komanda sėkmingai pritaikyta žmonėms. Šiame eksperimente vienos elektrodų poros dažnis yra 2000 Hz, o kitos – 2080 Hz. Dėl detalių skaičiavimo modelių smegenų struktūros elektrodai yra specialiai išdėstyti ant galvos odos, kad būtų užtikrinta, jog jų signalai susikerta tikslinėje srityje.
Būtent šiuo momentu atsiranda trikdžių magija: nedidelis 80 Hz dažnių skirtumas tarp dviejų srovių tampa efektyviu stimuliacijos dažniu tikslinėje zonoje. Šio metodo ryškumas yra jo selektyvumas; aukšti baziniai dažniai (pvz., 2000 Hz) tiesiogiai nestimuliuoja nervinės veiklos, todėl smegenų audinys nepaveikiamas ir poveikis sutelkiamas tik į tikslinę sritį.
Šiame naujausiame tyrime daugiausia dėmesio skiriama žmogaus striatumui, pagrindiniam atlygio ir sustiprinimo mechanizmų dalyviui. „Nagrinėjame, kaip stiprinamasis mokymasis, iš esmės tai, kaip mokomės per atlygį, gali būti paveiktas taikant konkrečius smegenų dažnius“, – sako Vassiliadis. Taikydami striatumo stimuliavimą 80 Hz dažniu, komanda nustatė, kad jie gali sutrikdyti normalų jo veikimą ir tiesiogiai paveikti mokymosi procesą.
Jų darbo terapinis potencialas yra didžiulis, ypač esant tokioms sąlygoms kaip priklausomybė, apatija ir depresija, kur atlygio mechanizmai atlieka lemiamą vaidmenį. „Pavyzdžiui, sergant priklausomybe žmonės linkę per daug siekti atlygio. Mūsų metodas galėtų padėti sumažinti šį patologinį perdėtą dėmesį”, – pabrėžia Vassiliadis, kuris taip pat yra UCLouvain'o Neurologijos instituto mokslininkas.
Be to, komanda tiria, kaip skirtingi stimuliavimo modeliai gali ne tik sutrikdyti, bet ir sustiprinti smegenų funkcijas. „Šis pirmasis žingsnis buvo įrodyti hipotezę, kad 80 Hz veikia striaumą, ir mes tai padarėme sutrikdydami jo veikimą. Mūsų tyrimai taip pat rodo, kad galima pagerinti motorinį elgesį ir padidinti striatumo aktyvumą, ypač vyresnio amžiaus žmonėms, kurių mokymosi gebėjimai yra sumažėję”, – sakė Vassiliadis. prideda.
Hummel, apmokytas neurologas, mano, kad ši technologija yra naujo smegenų stimuliacijos skyriaus pradžia, siūlanti individualų gydymą mažiau invaziniais metodais. „Mes ieškome neinvazinio metodo, kuris leidžia mums eksperimentuoti ir pritaikyti gydymą giliai smegenų stimuliacijai ankstyvosiose stadijose”, – sako jis.
Kitas svarbus tTIS pranašumas yra minimalus šalutinis poveikis. Dauguma savo tyrimų dalyvių pranešė apie tik lengvus odos pojūčius, todėl tai buvo labai toleruojamas ir patogus pacientams.
Hummel ir Vassiliadis optimistiškai vertina savo tyrimų poveikį. Jie numato ateitį, kai ligoninėse gali būti lengvai prieinamos neinvazinės neuromoduliacinės terapijos, siūlančios ekonomišką ir platų gydymo apimtį.