Biomedicinos inžinierė Annabelle Singer pastarąjį dešimtmetį praleido kurdama neinvazinę Alzheimerio ligos terapiją, kuri naudoja mirgančias šviesas ir ritminius tonus smegenų bangoms moduliuoti. Dabar ji atrado, kad ši technika, žinoma kaip mirgėjimas, taip pat gali būti naudinga pacientams, turintiems daugybę kitų neurologinių sutrikimų, nuo epilepsijos iki išsėtinės sklerozės.
Anksčiau Singer ir jos bendradarbiai įrodė, kad šviesos ir garsai, perduodami pacientams per akinius ir ausines, turi teigiamą poveikį. „Flicker“ buvo sėkmingas atliekant tyrimus su gyvūnais ir ankstyvuosius pagrįstumo bandymus su žmonėmis, kur buvo išbandytas jo saugumas, tolerancija ir paciento laikymasis.
Dabar, atlikę klinikinį tyrimą, skirtą epilepsija sergantiems žmonėms, mokslininkai neregėto tikslumo kiekybiškai įvertino mirgėjimo poveikį. Jie taip pat padarė netikėtą, bet padrąsinantį atradimą: gydymas sumažino interictalines epileptiformines išskyras (IED) smegenyse.
Šie dideli, pertraukiami elektrofiziologiniai reiškiniai stebimi tarp traukulių epilepsija sergantiems žmonėms. EEG rodmenyje jie atrodo kaip aštrūs spygliai.
„Šie IED įdomūs yra tai, kad jie atsiranda ne tik sergant epilepsija“, – sakė Singer, McCamish fondo ankstyvosios karjeros profesorius Wallace'o H. Coulterio biomedicinos inžinerijos katedroje Georgia Tech ir Emory universitete. „Jie atsiranda sergant autizmu, išsėtine skleroze, Alzheimerio liga ir kitais neurologiniais sutrikimais.” O IED sutrikdo normalią smegenų veiklą, todėl pablogėja atmintis.
Dainininkė ir jos komanda paskelbė savo išvadas Gamtos komunikacijos.
Ritmas mūsų galvose
Smegenyse yra įmantrios elektrinio aktyvumo simfonijos: smegenų bangos arba virpesiai, sudarantys mūsų prisiminimus, mintis ir emocijas. Dainininkas nori moduliuoti tuos svyravimus gydymo tikslais.
Esant tam tikriems šviesos ir garso dažniams, mirgėjimo gydymas gali sukelti pelėms gama virpesius. Tai padeda smegenims įdarbinti mikroglijas, ląsteles, atsakingas už beta amiloido pašalinimą, kuris, kaip manoma, atlieka pagrindinį vaidmenį Alzheimerio ligos patologijose. Dalis darbo yra įrašyti, kas vyksta smegenyse gydymo metu, siekiant patikrinti, kaip jos veikia.
Tyrime dalyvavusius pacientus prižiūrėjo Emory universiteto ligoninės epilepsijos stebėjimo skyriaus gydytojas Jonas Willie. (Willie, tyrimo bendraautorius su Singer, dabar yra Vašingtono universitete Sent Luise.)
Jų laukė operacija, kurios metu bus pašalinta smegenų sritis, kurioje ištinka traukuliai. Prieš tai galėjo įvykti, jie turėjo stebėti intrakranijinius traukulius – į smegenis įdedami įrašymo elektrodai, kad būtų galima tiksliai nustatyti priepuolio pradžios zoną ir tiksliai nustatyti, kurį audinį reikia pašalinti. Tada pacientai ir jų priežiūros komanda laukia, kol prasidės priepuolis. Tai gali užtrukti dienų.
„Tyrimų su žmonėmis metu mes naudojome neinvazinius metodus, tokius kaip funkcinis MRT arba galvos odos EEG, tačiau jie turi realių trūkumų, susijusių su skiriamąja geba“, – sakė Singer. „Darbas su šiais pacientais pakeitė žaidimą. Tai žmonės, sergantys gydymui atsparia epilepsija, o tai reiškia, kad vaistai jiems neveikia.”
Kelias į gijimą
Dainininko komanda įdarbino 19 pacientų. Pagrindinis tyrimo autorius Lou Blanpain, buvęs mokslų daktaras. Singerio laboratorijos studentas, o dabar Emory medicinos studentas, naudojo mirgėjimo stimuliavimo ir įrašymo įrangą.
„Kadangi šiems pacientams dėl klinikinių priežasčių jau buvo implantuoti įrašymo zondai, galėjome įrašyti tiesiai iš smegenų“, – sakė Singer. „Mes niekada anksčiau negalėjome gauti tokios kokybės įrašų mirgėjimo gydymo metu.”
Kaip tyrėjai tikėjosi, mirgėjimas moduliavo regėjimo ir klausos smegenų sritis, kurios stipriai reaguoja į dirgiklius. Tačiau jis taip pat pasiekė giliau, į medialinę smilkininę skiltį ir prefrontalinę žievę – smegenų sritis, svarbias atminčiai. Smegenyse, regionuose, kurių anksčiau Singer nebuvo iki galo ištyrusi, ji pastebėjo, kad IED mažėja.
„Tai turi svarbių pasekmių tam, ar mirgėjimas yra terapiškai svarbus Alzheimerio liga sergantiems žmonėms, bet taip pat apskritai, jei norime nukreipti bet ką, išskyrus pirminius jutimo regionus“, – sakė ji.
„Visa tai rodo, kad mirgėjimas gali būti naudojamas įvairiuose kontekstuose. Žvelgiant į priekį, mes tikrai išnagrinėsime kitas sąlygas ir kitas galimas pasekmes.”