Вместо таблеток и операций: ультразвук может влиять на мозг

Решение проблем, связанных с болезнями мозга, крайне осложненно. Лекарства имеют множество побочных эффектов, а хирургия опасна и инвазивна. Новое исследование может помочь в этом непростом деле. Ученые показали, как ультразвук может быть использован для воздействия на определенные области мозга.

В последние годы ученые работают с ультразвуковыми импульсами по целому ряду причин. Было замечено, что эта технология «вскрывает» гематоэнцефалический барьер, позволяя лекарствам действовать на такие состояния, как болезнь Альцгеймера. Другие исследователи использовали ультразвук для улучшения симптомов деменции за счет повышения экспрессии определенных ферментов и белков. А одна работа смогла оказать «толчок» к запуску мозга больного в коме.

В новом исследовании ученые решили посмотреть, смогут ли они использовать эту технику для контроля над конкретным поведением. Направляя ультразвуковые импульсы на определенные участки мозга, мембраны нейронов начинают колебаться, активируя и влияя на поведение других, подконтрольных нейронов.

Чтобы проверить на деле, эксперты предоставили двум макакам задачу выбора, которая часто используется для диагностики повреждений от инсультов. Перед животным появляются две мишени: одна слева, а другая справа. Здоровые животные склонны смотреть на ту цель, которая появляется первой, пораженные же будут зациклены на той стороне, с какой произошел инсульт.

В ходе исследования команда пронаблюдала, сможет ли она изменить, куда смотрят обезьяны – влево или вправо – независимо от того, какая цель появилась первой. Используя правильные частоты ультразвука, и нацеливая нейроны в лобные поля глаз (FEF), команда сумела эффективно контролировать, в какую сторону они смотрели.

Активация FEF в левой части мозга заставляла животных чаще смотреть на правую мишень, в то время как активация правой FEF – налево. Команда говорит, что этот эксперимент демонстрирует, что существуют альтернативы для лечения психических и неврологических расстройств помимо лекарств или инвазивных операций. Ультразвуковые волны беззвучны и не ощущаются испытуемыми.

Это исследование подкрепляет предыдущие исследования в области управления поведением обезьян. В этом случае команда использовала короткие импульсы ультразвука, обнаружив, что даже 40 секунд было достаточно, чтобы вызвать изменения, которые длились часами. Исследователи говорят, что более длинные импульсы в 40 минут могут вызвать улучшения, которые могут длиться неделями.

Клинические испытания, как ожидается, начнутся примерно через три года для лечения пациентов с депрессией.