Non-invazív mélyagyi stimuláció

A közelmúltban jelent meg a Cell-ben annak a kutatásnak az összefoglalója, melyet az MIT és a Beth Israel Deaconess Medical Center kutatói végeztek. Az ismertetett kutatás lényege, hogy a mély agyi stimuláció (DBS) célpontjai a koponyára erősített elektródák segítségével is ingerelhetők. A procedúra előnyei a DBS-el szemben, hogy non-invazív, kevésbé kockázatos és költséges, ez által szélesebb körben válhat elérhetővé.

A klasszikus mély agyi stimuláció során kraniotomiát követően helyezik be az elektródát. Mint minden műtétnek, ennek az eljárásnak is sok a kockázati tényezője, arról nem beszélve, hogy kevés idegsebész foglalkozik vele. A módszer ugyanakkor egy sor neuro-pszichiátriai betegség kezelésére alkalmas, beleértve a Parkinson-kórt, epilepsziát, az obszesszív-kompulzív zavart, depressziót és autizmust is. Amennyiben a terápia non-invazív módon is kivitelezhető, úgy a módszer nem csak hozzáférhetőbb lenne, hanem a kutatást is serkentené. Segítségével könnyebb lenne az újabb terápiás célpontok feltérképezése.

A DBS elektródát Parkinson-os betegnél általában a nucleus subthalamicus-ba vagy a nucleus lentiformis-ba implantálják. Mindkét struktúra a thalamus szintje alatt van, mélyen az agyban – innen a módszer elnevezése. A kezelés sokszor azonnali és látványos eredményt hoz, azonban a műtétnek megvan a maga kockázata. Előfordulnak vérzéses ill. fertőzéses szövődmények. Éppen ezeket elkerülendő próbáltak alternatív módszerekhez folyamodni. A kutatás a transzkraniális mágneses stimulációval (TMS) kezdődött. A módszer lényege a felszínes agyi képletek ingerlése a koponyán keresztül. A kezelés hatékony depresszióban (ill. újabban kutatások szerint migrénben is). Gyakorlati haszna mellett az alapkutatás jól bevált eszköze, mivel a szenzori-motoros, emocionális, kognitív rendszerek vizsgálatára is alkalmas. Sajnálatos módon a mélyebb struktúrák ingerlésére nem az. Ahhoz ugyanis, hogy a mélyen fekvő magokhoz kellő erősségű inger jusson, a felszínes régióknak túl nagy energiát kell elnyelniük, ami az agyi hálózatok sokszoros módosításához vezet. Az MIT kutatói ezt a mellékhatást szerették volna elkerülni, melyben a temporális interferencia jelensége volt segítségükre. Módszerük lényege, hogy kettő darab, külső, nagyobb feszültségű elektromos áramforrást helyeznek a koponya meghatározott pontjaira. Az itt kialakuló elektromos mező túl gyors ill. erős ahhoz, hogy a neuronok elkezdjék azt vezetni. A két mesterséges áramkör mélyen az agyban fog kereszteződni (interferálni), ez által egy következő, kisfeszültségű áramot generálva, ami már az idegsejtekben képződik. Ez már az az elektromos inger, ami a kívánt, stimuláló hatást kifejti. A metódus során a külső, nagyfeszültségű áram anélkül halad végig a szöveteken, hogy hatást gyakorolna azokra. A rendszer beállításait finoman hangolva változtatni lehet a stimulálandó terület méretét, elhelyezkedését. A feszültség változtatása, a felhelyezett elektródák számának növelése vagy révén a stimuláció relatíve könnyen szabályozható, így gyakorlatilag korlátlan lehetőség nyílik mind a kezelésben, mind a kutatásban.

A módszert egereken már tesztelik. Kis célpontok ingerlésével és a külső elektródák pozícionálásával sikerült elérni a motoros kéreg különböző régióinak válaszait. Pusztán az ingerlés mellett az állat spontán mozgatta a lábát, a füleit vagy éppen a robotikus végtagját. A vizsgálatvezető, dr. Tsai kommentárja: „az egerekkel sikerült bizonyítani, hogy az agy jól körülhatárolható részeit tudjuk ingerelni. Ez azért fontos, mert sok betegséget tudunk konkrét agyi területhez kapcsolni. A módszerrel egyébként nem csak motoros, hanem viselkedési választ is képesek voltunk provokálni, ez további utakat nyit az egyes betegségek kutatásában.” Az állatkísérletek tanúsága szerint sincs káros hatása a módszernek azon területekre, melyeken az áram áthalad.

Forrás: Science Daily