Разработан ультразвуковой шлем для глубокой стимуляции мозга
Ультразвуковой шлем открывает новые возможности для лечения неврологических заболеваний без хирургического вмешательства или других инвазивных процедур.
Новинка способна воздействовать на области мозга в 1000 раз точнее, чем обычный ультразвук, и может заменить глубокую стимуляцию мозга (DBS) в качестве терапии при болезни Паркинсона. Она также перспективна для лечения депрессии, синдрома Туретта, хронической боли, болезни Альцгеймера и зависимости.
В отличие от DBS, которая требует высокоинвазивной процедуры с имплантацией электродов глубоко в мозг для подачи электрических импульсов, ультразвук посылает импульсы к нейронам снаружи, сквозь кожу и череп.
До сих пор никому не удавалось достичь значимого эффекта от такого способа. Новая система может воздействовать на области мозга в 30 раз точнее, чем предыдущие устройства для глубокого ультразвукового воздействия на мозг.
«Это головной шлем с 256 источниками, который помещается внутри МРТ-сканера. Надевать его на голову поначалу непривычно — он громоздкий и вызывает клаустрофобию, но потом привыкаешь», — поделилась нейрофизиолог Иоана Григорас из Оксфордского университета, автор и участник исследования.
Современные методы DBS, используемые для пациентов с болезнью Паркинсона, предполагают использование жестких металлических рам, которые ввинчиваются в голову для фиксации.
Результаты испытаний опубликованы в Nature Communications. В них участвовали семь добровольцев. Им облучали ультразвуком точку размером с рисовое зерно в латеральном коленчатом теле (LGN) — ключевом пути передачи визуальной информации от глаз к мозгу.
«Волны достигли цели с поразительной точностью. Уже одно это невероятно, и раньше такого никто не делал», — заявила профессор Шарлотта Стагг из Оксфордского университета, старший автор исследования.
Последующие эксперименты показали, что модуляция LGN вызывала длительные эффекты в зрительной коре, снижая ее активность.
«Эквивалентом для пациентов с болезнью Паркинсона было бы воздействие на область моторного контроля для исчезновения тремора», — добавила профессор.
Шлем стал плодом более десяти лет работы ученых Университетского колледжа Лондона (UCL) и Оксфордского университета, которые совместно создавали шлем и интегрировали его с МРТ-сканером.
«Когда мы начали проект, я была беременна дочерью. Сейчас ей 12. Надеюсь, первые клинические применения мы увидим еще до того, как она поступит в университет», — сказала Стагг.
Команда уже готовится испытать систему на областях мозга, связанных с болезнью Паркинсона, шизофренией, восстановлением после инсульта, болью, депрессией и другими состояниями.
Сам шлем уникален. Сейчас для его навигации нужен аппарат МРТ, но с помощью ИИ появится возможность запрограммировать устройство на автономную работу, что позволит пациентам использовать его дома.
Исследования будут продолжаться, а «долгосрочная цель — превратить систему в практичный клинический инструмент, который в будущем сможет дополнить или даже заменить инвазивные имплантаты мозга», подытожила Элли Мартин из UCL, одна из разработчиков.
