У электричества в терапии болезней давняя история. По всему миру электростимуляцию используют в физиотерапии для реабилитации после травм и заболеваний. Иначе говоря, через кожу можно воздействовать током на мышцы и нервы. Однако делать это нужно осторожно, применяя особые биомиметические алгоритмы. Как и почему, объяснили ученые-нейробиологи Университета «Сириус».
Медицинский ток
Еще в Древней Греции и Риме для лечения головной боли использовали электрических скатов. В XVIII веке лекари прибегали к лейденским банкам, в которых накапливался заряд, — их применяли для терапии невралгии и паралича. В первой половине XX века активно развивалась электрофизиология, появлялись новые устройства.
Почему электричество?
В месте контакта двух нервных клеток — нейронов — есть электрические и химические синапсы. По тем и другим может проходить импульс. В первом случае он будет сопровождаться передачей электрического заряда, а во втором — выделением химических соединений. Передача сигнала через электрические синапсы происходит быстрее, и это крайне важно, когда нужно быстро среагировать на опасность.
Столетия экспериментов на животных и людях показали, что внешняя стимуляция нейронов способна восстанавливать их нарушенную работу. Такой подход позволяет достичь немедленного эффекта в отношении многих процессов. Так, людям с нейропротезами удавалось частично вернутьчувствительность, благодаря которой они могли ощущать поверхность. В более сложных случаях, когда нарушение касалось спинного мозга, электрическая стимуляция позволяла частично восстановить двигательный контроль.
Можно ли лечить током голову?
Электросудорожная терапия (ЭСТ) — один из старейших методов лечения в области психиатрии. Впервые она была представлена более 80 лет назад в Риме, когда итальянские психиатры Уго Черлетти и Лучио Бини использовали электрический ток, чтобы вызвать эпилептический припадок в терапевтических целях. На сегодняшний день ЭСТ могут использовать для лечения тяжелых депрессий, при которых оказались неэффективны другие методы лечения. Правда, при такой процедуре существует значительный риск потери памяти.
Чтобы терапия электрическими импульсами вошла в клиническую практику на постоянной основе, необходимо изучение долгосрочных и краткосрочных последствий подобного подхода. Главный его недостаток — искусственная природа стимуляции. Ведь естественный стимул отличается от вызванного извне.
Также есть вероятность, что искусственно созданная активность в нервной системе не даст нормально проходить естественным процессам обработки сигналов от других групп клеток. Проверить это с помощью экспериментов на обезьянах решила международная команда ученых, в состав которой вошел и профессор Университета «Сириус», научный руководитель направления «Нейробиология» Научного центра генетики и наук о жизни доктор медицинских наук Павел Мусиенко.
Опыты с обезьянами
В лапе обезьяны есть две отдельные нервные ветви: одна отвечает за иннервацию и чувствительность кожи, другая — за иннервацию мышц и проприоцепцию. В районе локтя они сходятся в один лучевой нерв, который передает сигнал в шейный отдел спинного мозга. Исследователи имплантировали подопытным электроды отдельно в мышечную и кожную ветви, после чего поочередно стимулировали каждую, отслеживая передачу сигнала в спинной, а затем и в головной мозг.
Эксперимент показал, что воздействие на кожные афферентынарушает работу сенсомоторных нейронных сетей в спинном мозге, и эти помехи идут дальше, нецеленаправленно вмешиваясь в работу коры головного мозга.
«Главный вывод исследования: помимо усовершенствования самих нейрональных электродов (применение мягкой биосовместимой электроники и т. д.), следует работать над поиском биомиметических (схожих с естественными, природными) режимов стимуляции, близких к естественным», — рассказал «Сириус(Журналу» Павел Мусиенко.
Интересно? Сделали подборку материалов по теме:
