محققان دانشگاه EPFL روش جدیدی را ابداع کرده‌اند که امکان کاوش عمیق مغز انسان را بدون نیاز به جراحی با کاربردهای درمانی بالقوه برای اختلالات عصبی مانند اعتیاد، افسردگی و اختلال وسواس فکری-اجباری (OCD) فراهم می‌کند.
به گزارش تک‌ناک، این نوع اختلالات عصبی میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می‌دهند و با آسیب‌شناسی‌های پیچیده‌ای که چندین ناحیه و مدار مغز را درگیر می‌کنند، ظاهر می‌شوند. درمان این مشکلات به دلیل عملکردهای پیچیده و درک‌نشدۀ مغز، همچنین دشواری‌های درمانی در ساختارهای عمیق مغز با روشی غیرتهاجمی، دشوار است.
در زمینۀ به سرعت در حال تکامل علوم اعصاب، تحریک غیرتهاجمی مغز، امید جدیدی برای درک و درمان تعداد بیشماری از مشکلات عصبی و روانی بدون مداخلۀ جراحی یا ایمپلنت است. محققان به رهبری فریدهمل هامل و دکتر پیر واسیلیادیس، با رویکردی جدید در حال پیشروی در این زمینه هستند و مرزهایی را در درمان مشکلاتی مانند: اعتیاد و افسردگی باز می‌کنند.
نکات برجستۀ تحقیق و شرح تکنیک
تحقیقات آنها با استفاده از تحریک الکتریکی تداخل زمانی فراجمجمه‌ای (tTIS)، به‌طور خاص مناطق عمیق مغز را که مراکز کنترل چندین عملکرد مهم مغزی هستند و در آسیب‌شناسی‌های عصبی و روانی مختلف نقش دارند، مورد هدف قرار می‌دهد.
این تحقیق که در مجلۀ Nature Human Behaviour منتشر شده است، رویکرد بین رشته‌ای را نشان می‌دهد که پزشکی، علوم اعصاب، محاسبات و مهندسی را به‌منظور درک مغز و توسعۀ درمان‌های تغییردهنده، ادغام می‌کند.
هامل در این زمینه گفت: از تحریک عمیق تهاجمی مغز (DBS) قبلاً با موفقیت در مراکز کنترل عصبی به منظور مهار اعتیاد و درمان پارکینسون، OCD یا افسردگی استفاده شده است. تفاوت اصلی این رویکرد با رویکرد ما این است که غیر تهاجمی می‌باشد، به این معنی که ما از تحریک الکتریکی سطح پایین بر روی پوست سر برای هدف قرار دادن این مناطق استفاده می‌کنیم.
واسیلیادیس که نویسندۀ اصلی این مقاله است، tTIS را به عنوان استفاده از دو جفت الکترود متصل به پوست سر برای اعمال میدان‌های الکتریکی ضعیف در داخل مغز توصیف می‌کند.
وی توضیح داد: تاکنون ما نمی‌توانستیم به‌طور خاص این مناطق را با تکنیک‌های غیر تهاجمی هدف قرار دهیم، چرا که میدان‌های الکتریکی سطح پایین تمام نواحی بین جمجمه و نواحی عمیق‌تر را تحریک می‌کند و باعث بی‌اثری هرگونه درمان می‌شود. این رویکرد به ما اجازه می‌دهد تا به‌طور انتخابی نواحی عمقی مغز را که در اختلالات عصبی-روانی مهم هستند، تحریک کنیم.
این تکنیک نوآورانه بر اساس مفهوم تداخل زمانی شکل گرفته است، که ابتدا در جوندگان بررسی شد و اکنون با موفقیت توسط گروه تحقیقاتی دانشگاه EPFL برای انسان‌ها قابل استفاده است.
در این آزمایش، یک جفت الکترود بر روی فرکانس 2000 هرتز و دیگری بر روی 2080 هرتز تنظیم شده است. به لطف نمونه‌های محاسباتی دقیق ساختار مغز، الکترودها به‌طور خاص روی پوست سر قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که سیگنال‌های آنها در ناحیۀ هدف قطع می‌شوند.
کاوش در جسم مخطط انسانی
اینجاست که جادوی تداخل رخ می‌دهد. اختلاف فرکانس خفیف 80 هرتز بین دو جریان به فرکانس تحریک مؤثر در منطقۀ هدف تبدیل می‌شود. درخشش این روش در گزینش‌پذیری آن است. فرکانس‌های پایۀ بالا (مثلاً 2000 هرتز) به صورت مستقیم فعالیت عصبی را تحریک نمی‌کنند و بافت مغزی مداخله‌گر را بی‌تأثیر می‌گذارند و اثر را تنها بر روی ناحیۀ مورد نظر متمرکز می‌کنند.
توجه اصلی این تحقیق بر جسم مخطط انسان است، که یک بازیگر کلیدی در مکانیسم‌های پاداش و تقویت می‌باشد.
واسیلیادیس بیان کرد: ما در حال بررسی این موضوع هستیم که چگونه از طریق پاداش یاد می‌گیریم، این موضوع می‌تواند تحت تأثیر فرکانس‌های خاص مغز قرار گیرد.
با اعمال تحریک جسم مخطط در فرکانس 80 هرتز، محققان متوجه شدند که می‌توانند عملکرد طبیعی آن را مختل کنند و به صورت مستقیم بر روند یادگیری تأثیر بگذارند.
پتانسیل درمانی رویکرد محققان بسیار زیاد است، به ویژه برای مشکلاتی مانند: اعتیاد، بی‌علاقگی و افسردگی؛ جایی که مکانیسم‌های پاداش نقش مهمی ایفا می‌کنند. به عنوان مثال: در اعتیاد، افراد تمایل دارند بیش از حد به پاداش‌ها نزدیک شوند. این روش جدید می‌تواند به کاهش این تأکید بیش از حد پاتولوژیک کمک کند.
علاوه بر این، محققان در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه الگوهای مختلف تحریک نه تنها می‌توانند عملکردهای مغز را مختل کنند، بلکه به‌طور بالقوه قادر به بهبود آنها نیز هستند. این اولین قدم برای اثبات فرضیۀ تأثیر فرکانس 80 هرتز بر جسم مخطط می‌باشد.
واسیلیادیس اعلام کرد: تحقیقات ما در بهبود رفتار حرکتی و افزایش فعالیت جسم مخطط، به ویژه در افراد مسن با کاهش توانایی یادگیری نیز نویدبخش است.
هامل این فناوری را آغاز فصل جدیدی در تحریک مغز می‌داند که درمان شخصی‌سازی‌شده با روش‌های کمتر تهاجمی را ارائه می‌کند.
وی بیان کرد: ما در حال بررسی یک رویکرد غیرتهاجمی هستیم که به ما امکان می‌دهد تا درمان تحریک عمیق مغز را در مراحل اولیه آزمایش و شخصی‌سازی کنیم. یکی دیگر از مزایای کلیدی tTIS حداقل عوارض جانبی آن است. اکثر شرکت‌کنندگان در مطالعه فقط احساسات خفیف بر روی پوست را گزارش کردند که همین موضوع آن را به یک رویکرد بسیار قابل تحمل و بیمارپسند تبدیل می‌کند.
هامل و واسیلیادیس در مورد تأثیر تحقیقات خود خوشبین هستند. آنها آینده‌ای را تصور می‌کنند که در آن درمان‌های غیرتهاجمی تعدیل‌کنندۀ عصبی می‌توانند به راحتی در بیمارستان‌ها در دسترس باشند و دامنۀ درمانی مقرون به صرفه و گسترده‌ای را ارائه دهند.
