Новая разработанная методика лечения различных заболеваний головного мозга позволяет ученым точно направлять лекарства в конкретные целевые участки головного мозга.
Нейробиологи на сегодняшний день имеют очень ограниченные инструменты для понимания человеческого мозга и лечения его болезней. Хирургия или вставленные электроды слишком инвазивны для большинства ситуаций. Существующие неинвазивные технологии, такие как магнитная стимуляция, являются, к сожалению, очень неточными, их сложно направить на конкретный маленький участок головного мозга, когда именно это нужно для лечения. Сейчас нейрорадиолог Рааг Эйран из Стэнфордского университета и его коллеги продемонстрировали новейший и совершенно удивительный метод, который может позволить исследователям манипулировать небольшими, высоконаправленными областями мозга неинвазивно.
Новая технология
В последнем исследовании, опубликованном в ноябре прошлого года в журнале «Нейрон», используется технология, которую Рааг Эйран разрабатывал в течение многих лет, но сейчас речь идет о первом разе, когда было показано, что данный метод отлично работает, с необходимой точностью и может быть предложен и использован для лечения заболеваний головного мозга у людей. Данная технология заключается в инъекции наночастиц в клетки, заполненные молекулами лекарств, и отправке их в кровоток головы. Затем исследователи с помощью сфокусированного ультразвукового луча встряхивают частицы лекарства, высвобождающиеся из клеток в нужном месте. Там они пересекают кроваво-мозговой барьер (мембрану между артериями и мозгом, которая допускает в мозг из артерий только крошечные молекулы), непосредственно влияя на работу мозга только в этом месте.
Результаты экспериментов на крысах показали, что действие препарата - анестетика - было ограничено трехмиллиметровым кубом, в котором был сфокусирован ультразвуковой луч. Ученые направляли ультразвук на зрительную кору крыс, мигая светом в их глазах. Мозговая активность в целевой области снизилась, когда луч был включен, а затем восстановилась до нормальной в течение 10 секунд после остановки стимуляции, так как анестетик был истощен.
"Технология пространственно-временной точности, позволяющая нам очень целенаправленно воздействовать на мозг, является огромным достижением современной науки",
- говорит нейрохирург Нир Липсман из Научно-исследовательского института "Саннибрук" в Торонто, которая не участвовала в исследовании. Команда также заметила снижение метаболической активности в отдаленных частях мозга подопытных крыс, связанных с целевыми областями, что позволяет ученым предположить, что этот метод можно использовать для картирования мозговых схем для людей.
Исследователи не обнаружили никаких признаков повреждения тканей во время процедуры.
"Они проделали хорошую работу, чтобы продемонстрировать безопасность данного метода лечения",
- говорит нейрохирург Нир Липсман. Исследование является лишь доказательством концепции, но нейрорадиолог Рааг Эйран говорит, что перевод на клинический язык должен быть более быстрым. Ультразвук уже широко используется в медицине, а наночастицы изготавливаются из химических веществ, которые обычно используются в радиологии и при лечении рака.
"Мы просто должны показать всему научному сообществу, что сочетание ультразвука и наночастиц не является небезопасным для пациентов и его можно интегрировать в лечение широкого спектра заболеваний",
- говорит Рааг Эйран.
"Мы говорим об испытании первого раза данного метода на человеке в течение ближайшего года или, в крайнем случае, двух."
Далее: проверка того, может ли данная технология имитировать эффекты запланированных нейрохирургических вмешательств, путем анестезии целевого хирургического участка, чтобы подтвердить, что он может быть безопасно для всего организма отключен и излечен. Этот подход также может быть эффективно использован для доставки психиатрических препаратов в конкретные области головного мозга, потенциально снижая побочные эффекты и повышая эффективность.
"Разум поражает нас разнообразием возможностей",
- говорит Эйран.