Новости / Технологии

Ученые успешно испытали глубокую стимуляцию мозга без вживления электродов

Заставили мышей под наркозом двигать лапками и усиками, просто воздействуя электрическими полями

02 июня 2017, 22:27

Ученые из MIT разработали и успешно испытали на животных метод глубокой электростимуляции мозга без вживления в него электродов. Статья с подробным описанием исследования опубликована в журнале Cell, также об исследовании пишет N+1.

Стимуляция клеток мозга проводится учеными и врачами для достижения определенных когнитивных эффектов – например, чтобы исследовать функции отдельных участков мозга или помочь пациентам при нейродегенеративных заболеваниях вроде болезни Паркинсона.

Ранее, как правило, ученые применяли два условных метода стимуляции – электрическую или магнитную для неинвазивного воздействия на поверхностный слой мозга (неокортекс, отвечающий за когнитивные способности человека), либо глубокую инвазивную, которая требовала имплантации электродов для стимуляции более глубоких отделов.

В новом исследовании, проведенном учеными из Массачусетского технологического института (MIT) и Гарвардского университета, впервые была достигнута глубокая электростимуляция без вживления электродов. Для этого исследователи направляли на мозг два электрических поля, которые при наложении друг на друга в результате интерференции создавали электрический сигнал с частотой, необходимой для активации нужных нейронов.

«Подбирая направления и частоты исходных полей можно фокусировать стимуляцию на заданной глубокой структуре мозга, не затрагивая остальные его отделы. Авторы назвали эту методику временнόй интерференцией (temporal interference, TI) электрических полей», – отмечает издание.

Методика была испытана сначала на модели мозга, а затем на мышах под наркозом. При помощи TI ученым удалось прицельно активировать группы нейронов в гиппокампе (отдел, отвечающий за обработку памяти, эмоций, ориентацию в пространстве и другие функции), затем в моторных отделах, что позволило управлять движениями передних лап, ушей и усов грызунов.

Стимуляция гиппокампа в мозгу мыши, гиппокамп подсвечен / Фото: Grossman et al./Cell

В результате исследования каких-либо побочных эффектов зарегистрировано не было, однако точность TI оказалась ниже, чем при вживлении электродов. По словам одного из соавторов работы Эда Бойдена (Ed Boyden), ученые уже получили разрешение от этической комиссии MIT на проведение экспериментов на людях и планируют провести еще «много исследований», в том числе чтобы повысить эффективность TI.

Разработка может использоваться при лечении травматических повреждений мозга, инсультов и потери памяти, добавили ученые. О возможной коммерциализации TI не сообщается.

Отметим, что транскраниальная (неинвазивная) стимуляция поверхностных отделов мозга уже давно используется в коммерческих разработках. Например, стимуляцию прямым током (tDCS) применяли спортсмены на летней Олимпиаде в Рио-де-Жанейро. Среди российских проектов tDCS-повязку продает стартап Brainstorm.

Авторы