Один из подходов к лечению болезни Паркинсона заключается в использовании глубокой электрической стимуляции головного мозга, облегчающей сильно ухудшающие качество жизни симптомы, такие как ригидность (скованность) мышц и тремор (неконтролируемая дрожь) разных частей тела. Однако эта процедура очень сложна и небезобидна – она подразумевает вскрытие черепной коробки и непосредственную электростимуляцию ткани мозга. Очевидно, что подобные операции ассоциированы с длинным списком рисков, в том числе вероятностью травмирования мозга.
Австралийские исследователи под руководством доктора Ника Опи (Nick Opie) из университета Мельбурна работают над альтернативным методом уже с 2012 года. Они занимаются разработкой стимулирующего устройства, которое можно имплантировать в кровеносные сосуды в непосредственной близости от двигательной зоны коры головного мозга с помощью минимально инвазивной процедуры, требующей лишь небольшого разреза в области шеи.
Созданное ими беспроводное устройство под названием Stentrode имеет в диаметре всего 4 мм и изготавливается из прочного, но очень гибкого сплава, известного как нитинол. В 2016 году авторы продемонстрировали способность Stentrode регистрировать нервные сигналы, генерируемые головным мозгом.
На сегодняшний день устройство позволяет не только «слушать» сигналы мозга, но и «отвечать» на них, испуская электрические импульсы непосредственно в зоны-мишени, обеспечивая фокальную или очаговую стимуляцию, проявляющуюся сокращением определенных мышц.
Stentrode вводят внутрь небольшого кровеносного сосуда, проходящего под черепной коробкой. Его размещают в точно заданном месте с помощью микропроволоки и микрокатетера под контролем контрастной ангиографии – специального рентгенографического метода, позволяющего врачам наблюдать за происходящим внутри сосудов. От устройства отходят несколько электродов, прилегающих к разным регионам головного мозга. С помощью проходящего по этим электродам электрического тока авторы смогли стимулировать различные регионы головного мозга и наблюдать соответствующие реакции, такие как сокращения мышц шеи, губ и век.
Разработчики считают, что потенциальный диапазон применения Stentrode очень широк. К наиболее очевидным его областям относятся использование в качестве альтернативы глубокой стимуляции мозга, в настоящее время применяемой для лечения симптомов болезни Паркинсона, а также вместо ряда препаратов, назначаемых при определенных типах эпилепсии.
Глубокая стимуляция головного мозга в ряде случаев применяется для лечения тяжелых психических расстройств, таких как глубокая депрессия. Авторы надеются, что Stentrode может стать менее инвазивной альтернативой и для таких пациентов.
Последняя модификация устройства позволяет использовать его для работы одновременно с двигательной зоной коры (ответственной за планирование, регулирование и выполнение движений) и чувствительной зоной коры головного мозга (получающей обратную связь о движениях тела). Это, а также возможность обеспечения двусторонней связи (регистрация сигналов и стимуляция), позволяет прогнозировать возможность его использования пациентами с повреждениями спинного мозга для управления протезами конечностей. Например, с помощью Stentrode такие пациенты смогут использовать протез руки, отправляя ему сигнал сжать что-либо и получать обратную связь от этого действия, что позволит регулировать силу сжатия.
В настоящее время авторы занимаются изучением параметров стимуляции, а именно определением минимальной эффективной мощности электрического разряда. Их первоочередной задачей на сегодняшний день является обеспечение максимальной безопасности устройства, после чего можно будет переходить к проведению клинических исследований. На начало следующего года уже запланировано исследование, в рамках которого Stentrode будут использовать для того, чтобы помочь парализованным пациентам обрести способность передвигаться с помощью инвалидной коляски или даже экзоскелета.
Статья Nicholas L. Opie et al. Focal stimulation of the sheep motor cortex with a chronically implanted minimally invasive electrode array mounted on an endovascular stent опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Melbourne: Stimulating the brain – without major surgery.
