Болезнь Паркинсона победят дистанционно, воздействуя на блуждающий нерв
Живое существо, нервная система которого находится у вас в руках, на дистанционном управлении… Нечто подобное, только пока на лабораторных мышах реализовали российские ученые из Сколтеха и Института цитологии и генетики СО РАН. Они научились на расстоянии управлять сердечным ритмом мыши и ее дыханием при помощи электростимуляции введенных в организм микрочастиц. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
Фото: DocRB_PhotoDesign via www.imago-/www.imago-images.de/Global Look Press/State/Prov.: Country:
Стимуляцию с помощью хирургически имплантированных электродов применяют для воздействия на мозг больных людей с 1990-х годов. Речь идет о пациентах, чьи патологии уже не поддаются лечению таблетками, то есть, это может быть болезнь Паркинсона на последней стадии, устойчивая к лекарствам эпилепсия или обсессивно-компульсивное расстройство, при котором человек страдает от навязчивых мыслей и вынужденных действий.
К примеру, при паркинсонизме электростимуляцию направляют точно в те участки, или «мишени» мозга, которые отвечают за движение. Чаще всего в качестве такой «мишени» выбирают небольшую группу нервных клеток в глубине мозга, которая помогает человеку плавно и осознанно двигать руками и ногами (она называется субталамическим ядром). Подаваемый на электрод, а от него на «мишень» электрический сигнал как будто нарушает избыточные, нерегулярные импульсы больного организма и облегчает состояние больного.
Однако до последнего времени имплантация электрода (пусть и очень тонкого) в мозг была сопряжена с нейрохирургической операцией. К электроду подводили подкожный кабель, соединяя его с также имплантируемым генератором импульса (он очень похож на коробочку кардиостимулятора).
Инновация Сколтеха заключается в том, что ученые заменили электроды биосовместимыми микрочастицами размером с отдельный нейрон, которые можно было бы вводить инъекцией. "Когда смотришь на снимок мозга пациента с пятисантиметровым куском металла внутри, невольно задумываешься, нельзя ли обойтись чем-то менее инвазивным", — говорит один из авторов исследования, директор Центра био- и медицинских технологий Сколтеха, профессор Глеб Сухоруков.
Следует отметить, что пока ученые предлагают хоть и менее травматичное, но все же инвазивное вмешательство – уколы микрочастиц в мозг. Однако, по словам Сухорукова, если исследователям удастся сделать частицы еще в 10 раз меньше, то инъекцию можно будет заменить на «назальную доставку», то есть микрочастицы будут попадать в мозг путем вдыхания пациента лекарственного средства через нос.
Что же это за «волшебные» микрочастицы и каким образом они смогут воздействовать на мозг?
Речь идет о совершенно нетоксичных магнитных частицах, которые играют роль крошечных электродов в нервной ткани, которые воздействуют на так называемый блуждающий нерв.
Справка «МК». Блуждающий нерв – это самый длинный и разветвлённый нерв в теле человека. Своё название он получил из-за обширной траектории: он связывает головной мозг с органами шеи, грудной и брюшной полостей, обеспечивая двустороннюю связь: не только мозг управляет органами, но и органы информируют мозг о своём состоянии.
Предлагаемые магнитные частицы, которые имеют форму хоккейной шайбы, абсолютно биосовместимы. Они сделаны из полилактида — твёрдого биоразлагаемого полимера белого цвета с «начинкой» из крошечных стержней оксида железа.
Эти частицы и направляют при помощи инъекции в нужную область мозга, которая требует стимуляции. Активация же их достигается за счёт переменного магнитного поля, которое дистанционно заставляет металлические стержни давить на полимер – полилактид, а тот при таком механическом напряжении начинает генерировать электрический ток.
Свою разработку ученые проверили в эксперименте на мышах, введя наночастицы в область блуждающего нерва, которая связана с сердечным ритмом и дыханием грызунов. После дистанционного воздействия переменным магнитным полем, магнитные частицы «включались» в работу, заставляя, в свою очередь работать нейроны и изменять частоту дыхания и сердечный ритм животных. На следующем этапе ученые хотят попробовать стимулировать нейроны у больных с тяжелой формой паркинсонизма или эпилепсии.
Эксперимент на животных продемонстрировал, как можно дистанционно модулировать работу нервных клеток в целом. Уже в этом году, по словам Сухорукова, он с коллегами начнет моделировать на мышах определенные травмы, к примеру, контузию, и пытаться воздействовать на нее при помощи микрочастиц.
Данный метод воздействия на мозг пациента сейчас активно исследуется на предмет применения его для лечения болезни Альцгеймера и других форм деменции, синдрома Туретта (неврологического расстройства, при котором человек непроизвольно совершает повторяющиеся движения и издаёт звуки или слова), а также фармакорезистентной депрессии, наркомании и хронической боли.
Впрочем, прежде чем широко внедрить метод в клинику, исследователям предстоит решить еще множество задач. Например, как точно доставить микрочастицы в мозг, особенно, когда речь зайдет о доставке их туда путем вдыхания через нос? Готовы ли они к пока неизученным долгосрочным последствиям от накопления таких магнитных частиц в организме? Как обезопасить людей от злоупотребления данным методом, например со стороны тех, кто захочет в не медицинских целях с помощью внешних магнитных полей повлиять на нервную систему человека без его осознанного согласия?
Свежие комментарии