Найден способ воздействовать радиоимпульсами на глубинные области мозга
В 2017 году физик Нир Гроссман совершил открытие, которое сулило появление нового универсального инструмента для воздействия на живой мозг. Он и его коллеги облучали головы мышей высокочастотными импульсами. Оказалось, встречаясь в мозге, радиоволны меняют нейронную активность аккурат в точке пересечения.
Новый подход назвали транскраниальной стимуляцией временной интерференцией (temporal interference — TI). В отличие от других неинвазивных способов воздействия, этот дает доступ к глубоким отделам мозга, которые ранее можно было стимулировать только хирургически, и по мнению многих специалистов, он безопаснее ультразвука.
«TI должна стать терапией с открытым исходным кодом», — считает физик Адам Уильямсон, исследователь эпилепсии из Университетской больницы Святой Анны.
Не так давно он с коллегами проверил новую методику на людях с фармакорезистентной эпилепсией. Пилотное испытание, с подробностями которого можно ознакомиться в журнале Brain Stimulation, показало, что стимуляция гиппокампа интерференцией радиоволн подавляет всплески аномальной активности мозга и улучшает сон.
Мощный способ воздействия
При TI два высокочастотных электромагнитных луча интерферируют, порождая низкочастотные колебания аккурат в фокальной области.
«Это мощный способ навязывания ритма нейронной активности», — говорит Мелани Боли, исследовательница эпилепсии из Висконсинского университета в Мадисоне.
TI почти не вызывает ощущений на коже головы, что позволяет применять его во сне, а в исследованиях — сохранять неведение участников, получают они реальную стимуляцию или плацебо. Технология не требует дорогостоящего оборудования. Нацеливать воздействие на ту или иную область можно, просто регулируя соотношение частот импульсов.
«Представьте, что у вас есть инструмент, которым можно просто "прощупывать" различные области мозга при разных заболеваниях — это потрясающе», — восхищен невролог Уолтер Корошец, до недавнего времени возглавлявший Национальный институт неврологических расстройств и инсульта США.
Некоторые исследователи уже используют TI для изучения нормальной работы глубоких структур. В 2023 году нейробиолог Фридхельм Хуммель из Швейцарской высшей технической школы Цюриха показал, что стимуляция полосатого тела улучшает способность пожилых людей к обучению в задании на постукивание пальцами. Эксперимент подтвердил данные нейровизуализации и опытов на животных — и дал основания полагать, что TI может помогать в восстановлении после инсульта (рандомизированное контролируемое исследование уже начато).
Имплантацию электродов заменить не смогла
Поначалу была надежда, что TI сможет заменить глубокую стимуляцию мозга (deep brain stimulation, DBS), которая требует имплантации электродов. Теперь уже очевидно, что эффективность DBS сложно превзойти — но тем, кто ее не получает, новый метод вполне подойдет.
Особенно многообещающие перспективы у него — в коррекции нарушений сна. Исследования показали, что TI-стимуляция вентромедиальной префронтальной коры может углублять сон, при этом испытуемые отмечают длительное улучшение настроения и когнитивных функций. Стимуляция таламуса, в свою очередь, повышает количество так называемых сонных веретен — электрических маркеров глубокого сна — во время дневного сна.
Новый подход к стимуляции глубинных структур мозга может помочь и при психических расстройствах. TI миндалевидного тела облегчает симптомы большой депрессии так же хорошо, как электросудорожная терапия — метод эффективный, но не безвредный.
Эти результаты побуждают исследователей к разработке домашнего аппарата TI, например в виде шапочки с электродами.
Помогает даже при медитации
Еще одно любопытное исследование продемонстрировало усиление реакции системы вознаграждения мозга во время медитации в результате TI-стимуляции вентрального стриатума. Этот эффект можно применить в лечении ПТСР, которым помогают терапевтические программе медитации, «но людям трудно заставить себя их выполнять», говорит один из авторов Майкл Тредуэй из Университета Эмори.
И Хаммель, и Гроссман убеждены, что TI может помочь людям с болезнью Альцгеймера дольше сохранять разум.
«Это, вероятно, не остановит дегенеративный процесс, — признает Хаммель. — Но можно усилить когнитивные функции и, надеюсь, сделать пациентов более устойчивыми к угасанию».
Два года назад его команда выяснила, что TI-стимуляция гиппокампально-энторинального комплекса улучшает пространственную ориентацию. Гроссман с коллегами показал, что воздействие TI улучшает результаты некоторых задач для памяти.
Технология действительно невероятно перспективна, согласна Хелен Мейберг, пионер DBS из Медицинской школы Айкана при Маунт-Синай. Но требует дальнейших исследований: необходимо доскональное понимание нейросетей, на которые направлены импульсы. И хотя TI не требует хирургического вмешательства, она не спешит называть метод неинвазивным: «Мы же [вызываем изменения] глубоко внутри мозга».
