Один з найсміливіших методів лікування в медицині: подавати електричний струм вглиб головного мозку людини за допомогою довгих і тонких електродів, впроваджуваних через отвір в черепі.
Так звана глибока стимуляція мозку (DBS), хоч і звучить лякаюче, творить справжні дива при використанні її для лікування людей з хворобою Паркінсона. До речі, застосовувати таку технологію DARPA планує і для відновлення спогадів у військових.
Але «просвердлення» голови людини — все-таки досить ризикований крок. І справа не тільки в складності такого роду операції (потрібно точно знати, на які області впливати і до чого це призведе). Мозок в цьому випадку піддаються додаткової небезпеки (наприклад, інфікування). Не дарма на сторожі цього органу навіть зсередини організму стоїть бар’єр, який вчені навчилися долати лише нещодавно — природа подбала про зведення надійного захисту.
Але в майбутньому люди, ймовірно, зможуть добиватися такого ж ефекту «медичного дива» з допомогою стимуляторів, розташованих зовні голови. І, є ймовірність того, що DBS почнуть використовувати для лікування великої кількості захворювань.
Доведено, що глибока стимуляція мозку також допомагає при депресії, ожирінні і обсесивно-компульсивном розладі, але зазвичай зміни в кращу сторону в цьому випадку відбуваються дуже повільно. Імплантування електрода вимагає хірургічного втручання, з цієї причини подібний метод застосовується тільки у вкрай важких випадках.
Але Ндр Гроссман (Nir Grossman) і його колеги з Імперського коледжу Лондона знайшли більш безпечний спосіб для експериментів з DBS — стимулювання мозку ззовні і без необхідності хірургічної операції.
Вчені створили два електричні поля різних частот — (весь інструментарій при цьому розташовується за межами черепної коробки). У цьому випадку стимулюються тканини головного мозку, в яких ці два поля перетинаються, але в той же час, тканини, що знаходяться в одному електричному полем не зачіпаються, оскільки частоти полів досить високі.
Наприклад, дослідники можуть використовувати одне електричне поле з частотою 10000 герц, а інше, налаштований на частоту 10010 Гц. Уражені нервові клітини стимулюються при різниці в 10 Гц між двома частотами.
Поки що робота знаходиться на ранній стадії. Гроссман вже продемонстрував, що система працює на мишах.Щоправда, тварини були вбиті після експерименту, щоб краще вивчити, які нейрони у них були простимульовані.
Його команда також протестувала технологію на дев’яти здорових людей, поки ті перебували в головному сканнере МРТ. Тоді необхідний ділянку мозкової тканини став під час експерименту більш активним, що вказало на вплив стимуляції, розповідає Гроссман.
«Такий спосіб набагато безпечніше, ніж просвердлення дірок в голові», — вважає Петер Штейнмец (Peter Steinmetz) з Науково-дослідного інституту мозку Накамото.
Зараз Гроссман планує «налаштуватися» на гіпокамп — пару витягнутих структур близько п’яти сантиметрів у довжину.Гіпокамп має вирішальне значення для пам’яті. Можливо, подібна стимуляція буде корисна для людей, які страждають від втрати пам’яті. Наприклад, при хворобі Альцгеймера. Крім того, у планах учених — вивчити інші області мозку, відповідальні за депресію.
Додамо, що у світі та інші дослідницькі групи застосовують стимуляцію мозку ззовні, але з допомогою ультразвуку (нещодавно методику випробували на людину, що вийшов із коми). Але, на думку Гроссмана, все-таки безпечніше використовувати електричний струм. «Застосовуючи ультразвук, ми як би «вдаряє» клітку, так що є шанс, що її ми можемо й зашкодити. Електричні поля використовуються протягом багатьох десятиліть», — підсумовує він.
Технологія була представлена на цьому тижні на конференції Товариства нейронаук в Сан-Дієго (Society for Neuroscience 2016).
