Стимуляция мозга без электричества Стимуляция мозга без электричества

Стимуляция мозга без электричества

Психология 12.09.2018

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый метод стимуляции мозга, при котором используется внешнее магнитное поле и магнитные наночастицы. Никакой электрической стимуляции нейронов.... Стимуляция мозга без электричества

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый метод стимуляции мозга, при котором используется внешнее магнитное поле и магнитные наночастицы.

Никакой электрической стимуляции нейронов.

Новая техника может быть использована для лечения целого ряда неврологических заболеваний без необходимости имплантации сложных устройств и внешних соединений.

Автор изобретения Полина Аникеева (Polina Anikeeva), преподаватель материаловедения и инжиниринга MIT, вместе со своими коллегами опубликовала результаты потрясающей работы на страницах онлайн-журнала Science.

Предпринятые ранее попытки стимулировать мозг при помощи электрических импульсов продемонстрировали высокую эффективность при лечении тремора, связанного с болезнью Паркинсона. Но такая терапия остается последним вариантом, поскольку требует инвазивной процедуры – имплантации электродов и проводов, которые соединяются с источником питания вне мозга.

«В будущем наша техника может стать основой неинвазивных устройств для стимуляции и изучения активности головного мозга», — пишет Аникеева в своей статье.

В последней работе ее команда пробовала вводить в мозг животных магнитные наночастицы из оксида железа диаметром всего 22 нанометра. При воздействии внешнего магнитного поля, которое способно достаточно глубоко проникать в живые ткани, эти частицы быстро нагреваются.

В результате повышения температуры происходит активация нейронов благодаря действию теплочувствительных капсаициновых рецепторов. Это те самые протеины, которые отвечают за восприятие острой пищи (капсаицин содержится в красном перце – отсюда и название рецепторов). Аникеева использовала вирусный ген, чтобы индуцировать чувствительность к теплу в нужных нейронах.

Частицы, которые без магнитного поля практически никак не взаимодействуют с живыми тканями, долгое время остаются на своем месте, что позволяет провести длительное лечение без необходимости в повторных инъекциях оксида железа.

«Магнитные наночастицы интегрируются в мозговую ткань и остаются в основном нетронутыми. Затем нужную область мозга достаточно просто стимулировать внешним магнитным полем. Нашей целью было проверить, можно ли в принципе стимулировать головной мозг беспроводным и неинвазивным устройством», — рассказывает исследовательница.

Последняя работа продемонстрировала, что такой подход действительно возможен. Успех массачусетских ученых заложил основы для создания целого поколения совершенно новых устройств для клинического применения в неврологии.

Использование магнитного поля и инъекционных наночастиц сегодня активно изучается онкологами – исследователи пытаются насыщать раковые клетки частицами, а затем убивать их магнитным полем. Аникеева признает, что их работа основана на том же принципе, но в данном случае незначительная мощность позволяет просто возбуждать клетки, не нанося им вреда. Магнитные наночастицы десятки лет использовались в качестве контрастного агента для МРТ, поэтому они признаны относительно безопасными для организма.

Команда Аникеевой разработала способы производства наночастиц строго определенного размера и формы, что дает возможность максимизировать взаимодействие с магнитным полем. Они также разработали собственные устройства для создания магнитного поля: существующие устройства для онкологии предназначены для более интенсивного нагревания, поэтому для такой тонкой задачи не годятся.

Следующий шаг к созданию практичной технологии для клинического применения – это анализ активности нейронов и поведенческие эксперименты, которые помогут лучше понять воздействие нового метода на клетки и изучить его побочные эффекты.

«Это абсолютно новый подход к глубокой стимуляции мозга. Его преимущество в том, что он простой и неинвазивный по сравнению с электрической стимуляцией, не требует имплантации электродов. Еще важнее то, что стимуляцию можно контролировать удаленно», — восхищается новыми возможностями профессор Bianxiao Cui из Стэнфордского университета, который не участвовал в последнем исследовании, но по достоинству оценил достижение коллег.


medbe.ru