Глубокая стимуляция мозга с помощью имплантируемых устройств применяется для лечения неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона и эпилепсия.
Новая техника стимуляции мозга без хирургического вмешательства была разработана командой ученых Вашингтонского университета в Сент-Луисе. С помощью ультразвука стало возможным “включать” и “выключать” определенные типы нейронов, позволяя контролировать их активность.
Ученые предоставили прямые доказательства неинвазивной клеточно-специфической активации нейронов в головном мозгу млекопитающих, используя генную инженерию и эффект нагрева, вызванный ультразвуком. Метод назвали сонотермогенетика.
Суть метода состоит в том, что к генетически отобранным нейронам доставляется вирусная конструкция, которая содержит ионные каналы рецептора (белка) TRPV1. Данный рецептор является терморегулирующим: с повышением температуры ионные каналы рецептора начинают пропускать ионы натрия, магния и кальция сквозь клеточную мембрану, подавая клетке сигнал об изменении окружающих условий. Если воздействовать через внешнее устройство на нейроны с внедренным белком-рецептором ультразвуком низкой интенсивности, то происходит увеличение температуры. Это, в свою очередь, активирует ионные каналы TRPV1, которые действуют как переключатель, включающий или отключающий нейроны.