Idėja elektriškai stimuliuoti smegenų sritį, vadinamą centriniu talamu, sulaukė traukos tarp mokslininkų ir gydytojų, nes tai gali padėti sužadinti tiriamuosius iš nesąmoningos būsenos, kurią sukelia trauminis smegenų pažeidimas ar anestezija, ir gali pagerinti pabudusių gyvūnų pažinimą ir našumą. Tačiau metodas, vadinamas CT-DBS, gali turėti šalutinį poveikį: traukulius.
Naujame MIT ir Masačusetso bendrosios ligoninės (MGH) tyrėjų, išbandžiusių šį metodą su pabudusiomis pelėmis, atliktame tyrime kiekybiškai įvertinama priepuolių tikimybė esant skirtingoms stimuliacijos srovėms ir įspėja, kad jie kartais atsiranda net esant žemam lygiui. Kūrinys pasirodo Smegenų stimuliavimas.
„Suprasti tokio pobūdžio priepuolių atsiradimą ir paplitimą yra svarbu, nes smegenų stimuliacija pagrįstos terapijos naudojamos vis plačiau“, – sakė viena iš vyresniųjų autorių Emery N. Brown.
Smegenyse priepuoliai, susiję su CT-DBS, pasireiškia kaip „elektrografiniai priepuoliai“, kurie yra įtampos pliūpsniai tarp neuronų per platų dažnių spektrą. Elgesio požiūriu jie pasireiškia kaip „nebuvimo priepuoliai“, kai tiriamasis žiūri į tuščią žvilgsnį ir sustingsta maždaug 10–20 sekundžių.
Savo tyrime tyrėjai tikėjosi nustatyti CT-DBS stimuliacijos srovę – kliniškai svarbią mažiau nei 200 mikroamperų diapazoną – žemiau kurios priepuolių būtų galima patikimai išvengti.
Ieškodami šios idealios srovės, jie sukūrė protokolą, pagal kurį paleidžiami trumpi CT-DBS priepuoliai esant 1 mikroamperui, o po to palaipsniui didinama iki 200 mikroamperų, kol rado slenkstį, kai įvyko elektrografinis priepuolis. Kai jie rado tą slenkstį, jie išbandė ilgesnį stimuliacijos ciklą esant kitam žemiausiam srovės lygiui, tikėdamiesi, kad elektrografinio priepuolio neatsiras. Jie tai darė įvairiems stimuliavimo dažniams.
Jų nuostabai, elektrografiniai priepuoliai vis tiek pasireikšdavo 2,2 % laiko per tuos ilgesnius stimuliavimo bandymus (ty 22 kartus iš 996 testų) ir 10 iš 12 pelių. Esant vos 20 mikroamperų, pelėms vis tiek buvo priepuoliai 3 iš 244 testų, ty 1,2 %.
„Tai yra kažkas, apie ką turėjome pranešti, nes tai tikrai nustebino“, – sakė vienas iš pagrindinių autorių Francisco Flores, The Picower instituto ir CBMM tyrimų padalinys ir MGH, kur Brownas taip pat yra anesteziologas, anesteziologijos instruktorius. Isabella Dalla Betta, Picower instituto techninė bendradarbė, vadovavo tyrimui.
Stimuliacijos dažnis neturėjo reikšmės priepuolių rizikai, tačiau elektrografinių priepuolių dažnis didėjo didėjant dabartiniam lygiui. Pavyzdžiui, tai įvyko 5 iš 190 bandymų esant 50 mikroamperų ir 2 iš 65 bandymų esant 100 mikroamperų. Tyrėjai taip pat nustatė, kad kai įvyko elektrografinis priepuolis, jis tai įvykdavo greičiau esant didesnėms srovėms nei esant žemesniam lygiui.
Galiausiai jie taip pat pastebėjo, kad priepuoliai įvykdavo greičiau, jei jie stimuliuotų talamusą abiejose smegenų pusėse, o ne tik vienoje pusėje. Kai kurios pelės elgėsi panašiai kaip nebuvimo priepuoliai, nors kitos tapo hiperaktyvios.
Neaišku, kodėl kai kurios pelės patyrė elektrografinius priepuolius esant vos 20 mikroamperų, o dvi pelės jų nepatyrė net esant 200. Floresas spėliojo, kad gali būti įvairių smegenų būsenų, kurios keičia polinkį į traukulius stimuliuojant talamus.
Pažymėtina, kad priepuoliai paprastai nepastebimi žmonėms, kurie gauna CT-DBS, kai yra minimaliai sąmoningi po trauminio smegenų sužalojimo, arba gyvūnams, kuriems taikoma anestezija. Floresas teigė, kad kitame tyrimo etape bus siekiama išsiaiškinti, kokios gali būti atitinkamos smegenų būsenos.
Tuo tarpu tyrimo autoriai rašė: „Atliekant CT-DBS, EEG reikia atidžiai stebėti, ar neatsiranda elektrografinių traukulių, ypač pabudusiems.
Straipsnio vyresnysis autorius yra Mattas Wilsonas, Sherman Fairchild profesorius Picower institute, CBMM ir Biologijos bei Smegenų ir Kognityvinių mokslų katedrose. Be Dalla Betta, Flores, Brown ir Wilson, kiti tyrimo autoriai yra Johnas Tauberis, Davidas Schreieris ir Emily Stephen.