Ультразвук, нанотехнологии и мозг: ученые разработали метод стимуляции целевых нервных цепей без необходимости вживления электродов. В данный момент терапия болезни Паркинсона проходит испытания на мышах.
Исследователи из Гонконгского политехнического университета создали экспериментальный метод стимуляции мозга, который может оказать помощь в лечении болезни Паркинсона. Для воздействия на нейроны ученые объединили ультразвук низкой интенсивности с полыми наноструктурами из диоксида кремния. В экспериментах на мышах данная технология усилила передачу сигналов, связанных с дофамином, и помогла сохранить нейроны, задействованные в двигательной активности.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. На данный момент работа служит демонстрацией принципиальной возможности подхода, а не окончательным методом терапии для людей.
Нанотрубки оставались в мозге на протяжении девяти недель
При болезни Паркинсона постепенно погибают нервные клетки, ответственные за выработку дофамина — вещества, необходимого для координации движений. Это может приводить к тремору, мышечной скованности, замедлению движений и нарушениям равновесия у пациентов.
Существующие методы лечения помогают контролировать симптомы, но имеют свои ограничения. Лекарства, такие как леводопа, со временем начинают действовать менее стабильно. Другой вариант — глубокая стимуляция мозга, при которой хирурги устанавливают электроды в определенные участки нервной системы, что требует проведения операции.
Новый подход предназначен для объединения преимуществ ультразвука, который может проникать в ткани без необходимости хирургического вмешательства, с более точным воздействием на ограниченные группы нейронов. Традиционному транскраниальному ультразвуку мешает недостаточная пространственная точность, что затрудняет выделение небольшой целевой области мозга.
Команда профессора Лея Суня использовала полые кремнеземные наноструктуры, которые реагируют на ультразвуковые волны. В мозге мышей они оставались более девяти недель и продолжали реагировать на стимуляцию. Это позволяло исследователям повторно воздействовать на выбранные участки без необходимости постоянного введения новых частиц и изменения генетического материала клеток.