درمان اختلالات عصبی با تکنیک جدید تحریک مغز

یک مطالعه جدید و پیشگامانه به رهبری دکتر پارک جومین از مرکز شناخت و اجتماعی در موسسه علوم پایه (IBS) رویکردی نوآورانه را معرفی می‌کند که نوید تحول در درمان اختلالات عصبی را می‌دهد.

به گزارش تکناک، این گروه تحقیقاتی یک روش غیرتهاجمی تحریک مغز به نام اولتراسوند با شدت کم با فرکانس پایین (LILFUS) توسعه دادند که پتانسیل فوق العاده‌ای برای ایجاد تغییرات طولانی مدت در عملکرد مغز دارد.

توانایی مغز انسان برای انطباق با تغییرات درونی و بیرونی که به آن شکل‌پذیری عصبی گفته می‌شود، برای درک فرآیندهای شناختی مانند حافظه و یادگیری، همراه با طیف وسیعی از بیماری‌های عصبی بسیار مهم است.

به‌طور سنتی، برای تعدیل عملکرد مغز از روش‌های تحریک مغناطیسی و الکتریکی استفاده می‌شود. با این حال، این روش‌ها با محدودیت‌های ذاتی همراه هستند که وضوح فضایی و عمق نفوذ آن‌ها را محدود می‌کند و تحریک دقیق مناطق خاص مغز با کارایی بهینه را دشوار می‌کند.

در این آزمایش، پروتکل‌های اولتراسوند شامل دو الگوی تحریک مجزا با ترکیب سونوگرافی با فرکانس پایین با شدت کم (LILF) 30 هرتز و 5 هرتز استفاده شد. الگوی اول که به عنوان TBUS متناوب شناخته می‌شود، دارای تحریک متناوب با 2 ثانیه تحریک و سپس 8 ثانیه استراحت بود. الگوی دوم که TBUS پیوسته بود، شامل 40 ثانیه تحریک بدون وقفه بود. در طول تحریک، امواج مغزی با تجزیه و تحلیل جفت شدن دامنه فاز بین امواج تتا و گاما که دو نوع اصلی امواج مغزی هستند، نظارت می‌شد. نمودار بالا این تغییرات مشاهده شده را نشان می‌دهد

روش‌های تهاجمی‌تر، مانند آن‌هایی که به روش‌های جراحی نیاز دارند، اثرات کنترلی و درمانی برتری را برای تحریک عمقی مغز نشان می‌دهند، اما خطراتی مانند آسیب بافت، التهاب و عفونت را به همراه دارند. این محدودیت‌ها انگیزه‌ای برای جستجو رویکردهای جایگزینی شدند که می‌توانند بر این محدودیت‌ها غلبه کنند و تعدیل کارآمدتر و دقیق‌تری از عملکرد مغز ارائه کنند.

01
از 02
تحریک اولتراسوند: یک مرز جدید

در جدیدترین مطالعه‌ای که توسط محققان دانشگاه IBS رونمایی شد، محققان از امواج فراصوت برای تحریک دقیق نواحی خاص مغز استفاده کردند. برخلاف امواج الکترومغناطیسی، اولتراسوند این مزیت را دارد که می‌تواند به عمق بافت های مغز نفوذ کند.

محققان کشف کردند که تحریک اولتراسوند می‌تواند انعطاف پذیری عصبی یعنی توانایی مغز برای سیم کشی مجدد خود را از طریق فعال کردن مسیرهای مولکولی کلیدی تعدیل کند. به‌طور خاص، این مطالعه تأثیر سونوگرافی را بر کانال‌های کلسیمی حساس به مکانیسم در آستروسیت‌ها نشان داد که توانایی سلول‌ها را برای جذب کلسیم و آزاد کردن انتقال‌دهنده‌های عصبی کنترل می‌کند.

تصویر بالا نتایج پس از تحریک اولتراسوند را خلاصه می‌کند. تحریک اولتراسوند با الگوی امواج مغزی کم شدت به‌طور متوالی TRPA1 را در آستروسیت‌ها تحریک می‌کند و منجر به ترشح ناقل عصبی وابسته به BEST1 می‌شود. این امر به نوبه خود، نورون‌های مجاور را تحریک می‌کند و باعث ایجاد انعطاف‌پذیری عصبی در نورون‌ها می‌شود. این فرآیند به‌طور خلاصه توضیح می‌دهد که چگونه تغییرات در عملکردهای شناختی مرتبط با حافظه و یادگیری وابسته به الگو هستند و همچنین تغییرات در جنبه‌های رفتاری را آشکار می‌سازد

اولتراسوند با شدت کم با فرکانس پایین بر اساس پارامترهای خاص اولتراسوند طراحی شده است که الگوهای امواج مغزی نوسانات تتا (5 هرتز) و گاما (30 هرتز) مشاهده شده در طول فرآیندهای یادگیری و حافظه را تقلید می‌کند. این ابزار جدید به محققان این امکان را می‌دهد که مناطق خاصی از مغز را به دلخواه فعال یا غیرفعال کنند زیرا دریافت متناوب اولتراسوند اثرات طولانی‌مدت تقویت را القا می‌کند، در حالی که الگوهای مداوم منجر به اثرات افسردگی طولانی‌مدت می‌شود.

یکی از امیدوارکننده‌ترین جنبه‌های این فناوری جدید، توانایی آن در تسهیل کسب مهارت‌های حرکتی جدید است. هنگامی که محققان تحریک اولتراسوند را به قشر حرکتی مغز در موش‌ها ارائه کردند، پیشرفت‌های قابل‌توجهی در یادگیری مهارت‌های حرکتی و توانایی بازیابی غذا در این حیوانات مشاهده کردند. جالب اینجاست که محققان حتی توانستند ترجیح اندام جلویی موش‌ها را تغییر دهند. این امر کاربردهای بالقوه‌ای را در درمان‌های توانبخشی برای بازماندگان سکته مغزی و افراد دارای اختلالات حرکتی نشان می‌دهد.

02
از 02
مفاهیم گسترده‌تر و جهت‌گیری‌های آینده

پیامدهای این تحقیق بسیار فراتر از عملکرد حرکتی است. ممکن است این روش برای درمان بیماری‌هایی مانند افسردگی که در آن تحریک‌پذیری مغز و انعطاف‌پذیری تغییر یافته از ویژگی‌های بسیار مهم آن هستند، استفاده شود. با کاوش بیشتر، LILFUS می‌تواند برای پروتکل‌های مختلف تحریک مغز سازگار شود و امیدی برای بیماری‌های مختلف از اختلالات حسی تا اختلالات شناختی ایجاد کند.

دکتر پارک اظهار داشت: این مطالعه نه تنها یک فناوری تنظیم عصبی جدید و ایمن با اثرات طولانی مدت ایجاد کرده است، بلکه تغییرات مکانیسم مولکولی درگیر در تنظیم عصبی اولتراسوند با الگوی امواج مغزی را نیز کشف کرده است. وی در ادامه گفت: ما قصد داریم مطالعات بعدی را برای استفاده از این فناوری برای درمان اختلالات مغزی مرتبط با تحریک و مهار غیرطبیعی مغز و برای تقویت عملکردهای شناختی ادامه دهیم.

(زیرنویس تصویر: دانشمندان به‌تازگی یک روش غیرتهاجمی برای تحریک مغز به نام اولتراسوند با شدت کم با فرکانس پایین (LILFUS) ایجاد کرده‌اند که می‌تواند عملکرد مغز را کاملا دقیق تعدیل کند و تغییرات پایداری ایجاد کند. این پیشرفت بر محدودیت‌های روش‌های تحریک سنتی غلبه می‌کند و پتانسیل را برای درمان اختلالات عصبی، بهبود مهارت‌های حرکتی و احتمالاً کمک به درمان‌های توانبخشی نشان می‌دهد. این تحقیق راه‌های جدیدی را برای استفاده از اولتراسوند در درمان بیماری‌های مرتبط با مغز می‌گشاید)

برچسب‌ها: p6