Исследователи из Имперского колледжа Лондона завершили успешное испытание на людях безопасности высокочастотной стимуляции нейронов в гиппокампе — области, ответственной за формирование, организацию и извлечение воспоминаний. Это неинвазивное и безболезненное лечение теперь тестируется на пожилых людях с когнитивными нарушениями как потенциальный способ улучшить потерю памяти и функций, вызванную болезнью Альцгеймера и другими формами деменции.
Ученые исследовали стимуляцию мозга с помощью метода временной интерференции (TI). Технология предполагает неинвазивное воздействие на нейроны с помощью двух высокочастотных электрических полей. Лучи настроены на частоту 2000 Гц и 2005 Гц, и там, где они пересекаются, создается третий ток частотой 5 Гц. Этот ток является ключевым: он имеет ту же частоту, с которой срабатывают клетки мозга.
В эксперименте ток с частотой 5 Гц стимулировал нейроны в гиппокампе без воздействия на здоровые ткани мозга в других областях. Исследователи начали с посмертных испытаний, чтобы убедиться, что электрические поля будут оказывать точное воздействие на гиппокамп. После этого стимуляция TI была проведена 20 здоровым добровольцам. Во время лечения участники запоминали пары лиц и имен. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) показала, что TI избирательно влияет на специфическую активность гиппокампа, непосредственно связанную с памятью.
Продлив стимуляцию TI до 30 минут, ученые заметили, что воспоминания, сформированные во время стимуляции, сохраняются и при повторном тестировании, хотя скорость их забывания была одинаковой в экспериментальной и контрольной группах. Исследователи продолжают испытания теперь с участием пожилых людей с признаками развития деменции.
Ученые надеются, что под воздействием такой стимуляции больные нейроны снова начнут действовать, а поврежденные Альцгеймером митохондрии, обеспечивающие питание клеток, восстановят работу.
Про исследоание: глубокая стимуляция мозга (DBS) с помощью имплантированных электродов используется во всем мире для лечения пациентов с тяжелыми неврологическими и психическими расстройствами. Однако его инвазивность препятствует широкому клиническому использованию и проведению исследований. Временная интерференция (TI) — это стратегия неинвазивного управляемого DBS с использованием электрических полей нескольких кГц с разной частотой в пределах диапазона нейронной активности. Здесь мы сообщаем о проверке концепции неинвазивного DBS на людях. Мы использовали моделирование электрического поля и измерения на трупе человека, чтобы убедиться, что локус транскраниальной стимуляции TI может быть управляемо сфокусирован в гиппокампе с минимальным воздействием на вышележащую кору. Затем мы использовали функциональную магнитно-резонансную томографию и поведенческие эксперименты, чтобы показать, что стимуляция TI может фокально модулировать активность гиппокампа и повышать точность эпизодических воспоминаний у здоровых людей. Наши результаты демонстрируют целенаправленную неинвазивную электрическую стимуляцию глубоких структур человеческого мозга.
https://www.nature.com/articles/s41593-023-01456-8
С помощью нашей новой техники мы впервые показали, что можно удаленно стимулировать определенные области глубоко внутри человеческого мозга без необходимости хирургического вмешательства. Это открывает совершенно новый путь лечения заболеваний головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера, которые поражают глубокие структуры мозга».
TI был впервые описан командой Имперского колледжа Лондона в 2017 году и продемонстрировал принцип работы на мышах. Это новое исследование впервые демонстрирует, что ТИ способен стимулировать глубокие области мозга у людей.
По мнению исследователей, это может иметь широкое применение и позволит ученым стимулировать различные глубокие области мозга, чтобы узнать больше об их функциональных ролях, ускоряя открытие новых терапевтических целей.
«Сочетание неинвазивной визуализации и стимуляции мозга поможет нам раскрыть процессы, поддерживающие наши когнитивные функции, такие как память и обучение. Знание этих процессов и того, как их можно изменить, необходимо для разработки более эффективных индивидуальных стратегий лечения или задержки возникновения заболеваний».
Мы надеемся, что эта работа поможет расширить доступность методов глубокой стимуляции мозга за счет резкого снижения затрат и рисков. Сейчас мы проверяем, может ли повторное лечение стимуляцией в течение нескольких дней принести пользу людям на ранних стадиях болезни Альцгеймера. Мы надеемся, что это восстановит нормальную активность мозга в пораженных участках, что может улучшить симптомы ухудшения памяти».
Это исследование было опубликовано одновременно со второй статьей, написанной исследователями из Швейцарской федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), которые независимо проверили технологию.
В своем исследовании, которое также было опубликовано в журнале Nature Neuroscience, исследователи EPFL использовали технологию TI, чтобы сосредоточиться на стимуляции другой части мозга, называемой полосатым телом. Это помогло здоровым добровольцам улучшить свою моторную память .
Временная интерференция (TI) — это стратегия неинвазивного управляемого DBS с использованием электрических полей нескольких кГц с разной частотой в пределах диапазона нейронной активности. Здесь мы сообщаем о проверке концепции неинвазивного DBS на людях. Мы использовали моделирование электрического поля и измерения на трупе человека, чтобы убедиться, что локус транскраниальной стимуляции TI может быть управляемо сфокусирован в гиппокампе с минимальным воздействием на вышележащую кору. Затем мы использовали функциональную магнитно-резонансную томографию и поведенческие эксперименты, чтобы показать, что стимуляция TI может фокально модулировать активность гиппокампа и повышать точность эпизодических воспоминаний у здоровых людей. Наши результаты демонстрируют целенаправленную неинвазивную электрическую стимуляцию глубоких структур человеческого мозга.
https://sciencebeta.com/temporal-interference-dementia/
