Психиатрические и неврологические расстройства от депрессии до шизофрении и болезни Альцгеймера, по-видимому, отмечены отклонениями в электрических структурах мозга. Эти заболевания, которые, как известно, трудно поддаются лечению, показали реакцию на различные виды электротерапии, от глубокой стимуляции мозга, которая включает в себя размещение электродов внутри самого мозга, до электросудорожной терапии (так называемое «шоковое лечение»), которая вызывает захват в попытке «перезагрузить» мозг.
Но что, если эти заболевания можно лечить с помощью мягкого, неинвазивного электрического тока? Это вопрос, который задают Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл невролог Флавио Фрелих и его команда. Они исследуют лечение, называемое транскраниальной стимуляцией переменным током, или tACS, которое можно использовать, когда пациент спит. Недавнее исследование, проведенное Frohlich и его командой, показало, что лечение обещает улучшить память, область, часто поражаемая различными нарушениями головного мозга. Это, в свою очередь, говорит о том, что методика может быть полезна для лечения заболеваний мозга.
Frohlich привносит в свои исследования несколько необычный фон, который, кажется, делает его особенно подходящим для этого направления работы - он учился на инженера-электрика, прежде чем получить докторскую степень по нейробиологии.
«Что действительно вызывает симптомы [при неврологических и психических заболеваниях] и что позволяет нам ходить, говорить и мечтать, так это синхронизированные крошечные электрические импульсы, генерируемые нашим мозгом», - говорит он. «Когда мы думаем о процессе болезни и, следовательно, о потенциальных мишенях для лечения, мы думаем меньше о рецепторах и молекулах, а также о более крупных схемах электричества в мозге».
В двухдневном исследовании 16 участников попросили сделать два упражнения на память ночью. Затем, перед сном, они были снабжены электродами в определенных местах на коже головы. Однажды вечером пациенты получали tACS через электроды. На другой вечер, они получили фиктивную стимуляцию. Оба утра они повторяли одни и те же упражнения на память. Результаты одного из упражнений (хотя и не другого) значительно улучшились после стимуляции по сравнению с плацебо.
«По сути, если вы посмотрите на увеличение [памяти], которое вы получаете, просто спать - и вы получаете выгоду памяти только от сна - когда мы стимулировали, это было почти в два раза больше», - говорит Фролих.
TACS предназначался для так называемых «шпинделей сна», волны мозговой активности, которые, как полагают, помогают сохранять воспоминания во время сна. В исследовании, чем больше стимулировалось шпинделей, тем сильнее было улучшение памяти по утрам.
Стимуляция, используемая в исследовании, отличалась от стандартной tACS тем, что она контролировалась с обратной связью. Устройство было запрограммировано для обнаружения шпинделей сна в режиме реального времени и соответственно применяет стимуляцию. По словам Фрелиха, этот тип улучшения tACS обладает захватывающим потенциалом для индивидуализации лечения. Мозговая активность, объясняет он, меняется от момента к моменту и широко варьируется от человека к человеку. Следующее поколение TACS может принять это во внимание, прогнозируя и реагируя на изменения в мозге динамически.
«Он работает как термостат», - говорит он. «Вы знаете, какой должна быть температура в помещении, и когда она колеблется, термостат включает тепло или переменный ток для регулирования температуры».
Все 16 испытуемых были здоровы. Но, поскольку формирование памяти нарушается при различных психических расстройствах, команда полагает, что это лечение может быть применимо и к людям с этими расстройствами.
«Мое видение заключается в том, что мы можем разработать действительно новые эффективные методы лечения серьезных психических заболеваний, таких как депрессия и шизофрения», - говорит Фрелих. «Преимущество tACS заключается в том, что фактическое требуемое оборудование является по существу переносимым, поэтому мы, а также другие начали задумываться о том, как сделать эту технологию развертываемой в доме, возможно, с помощью удаленного онлайн-наблюдения или мониторинга».
Но это, он предупреждает, может быть далеко в будущем.
«Это захватывающее исследование, но это первое исследование», - говорит он. «Как и в любой хорошей науке, результаты должны быть воспроизведены. Это действительно первые дни ».
Исследование, первым автором которого была докторская исследовательская работа Кэролайн Люстенбергер, недавно было опубликовано в журнале Current Biology .
Frohlich в настоящее время проводит два клинических испытания с использованием tACS, одно при депрессии и одно при шизофрении. Оба эти испытания включают стандартное лечение tACS, без более нового процесса обратной связи. Frohlich надеется довести этот процесс до клинических испытаний в ближайшем будущем.
