29.10.2016 23:15 Ультразвуковое исследование может иметь в будущем потенциал для лечения заболеваний мозга, предполагают китайские исследователи

Ученые в Шэньчжэне обнаружили, что высокая частота ультразвука, по-видимому, стимулирует клетки мозга, хотя, как это происходит, до сих пор остается загадкой.

Китайские исследователи заставили мышь бессознательно вилять хвостом, используя только ультразвук, направленный на его мозг, в эксперименте, который может привести к новым методам лечения целого ряда заболеваний у людей, которые вызывают неконтролируемое движение, такие как паралич.

В ходе эксперимента, проведенного в лаборатории Шэньчжэне, управляемой Китайской академией наук (Chinese Academy of Sciences), мышь была под наркозом, и ее голова деликатно удерживалась на месте стержнями на небольшой платформе. Ультразвуковой датчик, прижимаемый к ее черепу, генерировал акустический импульс в течение 300 миллисекунд через каждые три секунды частотой 5 мегагерц, что в четыре раза выше, чем то, что было использовались в предыдущих попытках.

Сосредоточив фокус звукового луча на определенном участке мозга, исследователи смогли вызвать движение помахивания в хвосте. Усы мыши также одновременно поднимались. Машина электромиографии или EMG обнаруживала всплеск нейронной активности каждый раз, когда был применен звук высокой частоты.

"Это странное явление", - сказал Цю Вэйбао, ученый, участвующий в исследовании. "Мы до сих пор ломаем голову, потому что никто не знает точно, что произошло, и почему мозг подчиняется так точно звуковым командам."

Ультразвук широко используется в медицинском секторе в основном для диагностических целей, таких как проверка протекания беременности. Но эксперимент показал перспективу применения в качестве новой терапии для лечения заболеваний связанных с головным мозгом, по мнению исследователей.

"Одной из возможных областей применения является лечение тремора" - общего расстройства нервной системы, что вызывает непроизвольное дрожание. Ученые до сих пор пытаются понять, что именно вызывает это состояние, которое затрагивает около четырех из 100 человек в возрасте старше 40 лет.

Ультразвуковые волны, как подозревает Цю, может дать клеткам мозга что-то похожее на "массаж". Механические движения могут стимулировать генерацию неврологических сигналов или высвобождение определенных химических веществ, которые не имели бы места в естественных условиях, но будет ли догадка была правильной или нет, осталось выяснить только в ходе дальнейших исследований.

Ученые все чаще считают, что деятельность мозга может в значительной степени проистекать из механических движений клеток головного мозга. Отдельное исследование, проведенное учеными в Шанхае в этом месяце, предположило, что "хорошего самочувствия" эффект марихуаны может быть в значительной степени результатом "толчка", порожденного молекулой каннабиса на нейроны.

"Мы также ищем возможности применения для лечения заболеваний глаз. Некоторые глазные болезни возникают на сетчатке, где есть концентрация большого количества нейронов. Потенциал технологии огромен", - добавил Цю.

На протяжении многих десятилетий многочисленные виды терапии мозга были разработаны, в том числе c использованиеv химических веществ или поражением электрическим током. Но почти все они имеют побочные эффекты. При использовании электрошоковой терапии требовалось вставить металлические стержни в мозг пациента, чтобы стимулировать определенные области, так как электрические токи не могли проникнуть в череп.

Ультразвуковое лечение мозга является новой технологией, которая привлекла внимание исследователей, развивается в последние годы, но предыдущие попытки были ограничены 1МГц или ниже. При низкой частоте звуковые волны были рассеяны по более широкой области головного мозга, что делало невозможным точное применение. Но чем выше частота, тем труднее становится проникновение звуковых волн глубоко в мозг.

Исследователи преодолели эту проблему, и их оборудование может посылать звуковые волны на глубину более чем на 10 см внутрь черепа.

Одной из основных проблем была безопасность. Исследователи изучили образцы мозга у мышей, получавших обширное лечение, и не смогли найти никаких признаков физических повреждений, таких как кровотечение тканей или некроз клеток. Но температура клеток головного мозга в обработанной зоне увеличилась в 1.6 градусов по Цельсию, что было больше, чем то, что наблюдалось при использовании более низких частот.

Цю сказал, что многие технические проблемы остались, и обширные клинические испытания должны быть проведены до того, как ультразвуковой луч может быть использован на людях.

Эксперименты, которые подробно описаны в статье в журнале научных докладов в апреле, был лишь одним из нескольких проектов, проводимых в лаборатории Цю.

Он и его коллеги приступают к более сложным задачам, таким как управление поведением мышей в то время как животные в полном сознании.

Они также планируют провести эксперименты на обезьянах, у которых структура мозга имеет много общего с человеческой.

Эта статья была опубликована в печатном издании South China Morning Post как:

Свежие выводы в лечении заболеваний мозга (Fresh lead in treating brain disorders).

Публикации, близкие по теме:

Мозг и марихуана: исследователи из Китая и США раскрыли, что "идеально подходит" для кайфа

Китайские ученые решили загадку, почему люди смышлённее, чем животные с большими мозгами

Новая карта человеческого мозга показывает, что некоторые из наиболее важных частей были проигнорированы

Источник: South China Morning Post