G??boka stymulacja mózgu mo?e by? prze?omem w leczeniu choroby Parkinsona czy epilepsji. Dotychczas by?a ona jednak mo?liwa tylko po skomplikowanej operacji neurologicznej. Naukowcy opracowali jednak nieinwazyjn? metod? aktywowania lub wy??czania poszczególnych neuronów – z wykorzystaniem urz?dzenia ubieralnego. – Sonotermogenetyka ma potencja?, aby zmieni? nasze podej?cie do bada? neuronauki i odkry? nowe metody zrozumienia i leczenia zaburze? ludzkiego mózgu – podkre?la Hong Chen, kierownik zespo?u naukowego pracuj?cego nad t? technologi? medyczn?.

– Dzi?ki g??bokiej stymulacji mózgu s? ju? pewne sukcesy w leczeniu zaburze? neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona czy epilepsja, jednak wymagaj? one wszczepienia implantów chirurgicznych – wskazuje Beth Miller z McKelvey School of Engineering na Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis. – Multidyscyplinarny zespó? z Washington University w St. Louis opracowa? now? technik? stymulacji mózgu za pomoc? skoncentrowanych ultrad?wi?ków, która jest w stanie w??cza? i wy??cza? okre?lone typy neuronów w mózgu oraz precyzyjnie kontrolowa? aktywno?? motoryczn? bez wszczepiania urz?dzenia chirurgicznego.

Zespó? naukowy, któremu przewodniczy? Hong Chen, adiunkt in?ynierii biomedycznej w McKelvey School of Engineering i radioterapii onkologicznej w School of Medicine, opracowa? nieinwazyjn?, dostosowan? do konkretnego typu komórki metod? aktywacji neuronów w mózgu ssaków. Praca stanowi po??czenie genetyki z efektem ogrzewania komórek za pomoc? ultrad?wi?ków. Metoda, nazwana sonotermogenetyk?, umo?liwia kontrolowanie zachowania organizmu poprzez stymulacj? okre?lonego obszaru mózgu.

– Nasza praca dostarczy?a dowodów na to, ?e sonotermogenetyka wywo?uje reakcje behawioralne u swobodnie poruszaj?cych si? myszy, dochodz?c do g??bokich obszarów ich mózgów – podkre?la Hong Chen.

Naukowcy dostarczyli do genetycznie wyselekcjonowanych neuronów specjalny wektor, wra?liwy na oddzia?ywanie ultrad?wi?ków. Nast?pnie za pomoc? urz?dzenia typu wearables do okre?lonych neuronów w mózgu dostarczyli niewielki impuls ciep?a za po?rednictwem ultrad?wi?ków o niskiej intensywno?ci. Aktywacja kana?u jonowego za po?rednictwem wektora dzia?a?a jak prze??cznik, w??czaj?cy lub wy??czaj?cy neurony.

– Mo?emy przesuwa? urz?dzenie ultrad?wi?kowe noszone na g?owie swobodnie poruszaj?cych si? myszy, aby dotrze? do ró?nych miejsc w ca?ym mózgu – wskazuje Yaoheng Yang, absolwent in?ynierii biomedycznej na Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis. – Ta bezinwazyjna technika mo?e w przysz?o?ci zosta? dostosowana do du?ych zwierz?t i potencjalnie ludzi.

Technologia ta mo?e przynie?? rewolucj? w leczeniu chorób o pod?o?u neurologicznym, takich jak choroba Parkinsona czy epilepsja. Po pierwsze, jest ona bezinwazyjnym sposobem wywo?ywania reakcji, dotychczas mo?liwych tylko dzi?ki powa?nej interwencji neurochirurgicznej. Po drugie, stymulacja neuronów mo?e si? odbywa? bez wykorzystania zaawansowanego sprz?tu medycznego, lecz za pomoc? na przyk?ad smartwatcha.