Глубокая стимуляция мозга или использование мягких ударов электрическим током для пораженных частей мозга с целью повлиять на их функционирование обеспечивает совершенно новый подход к решению неврологических состояний, которые долгое время вызывали проблемы у врачей.
Уже много лет его используют для лечения болезни Паркинсона. Посылая небольшие удары в области мозга, которые контролируют движение, эта стимуляция может помочь держать под контролем дрожь Паркинсона.
Это работает как своего рода кардиостимулятор для мозга. Хирург вводит зонд в определенную область мозга, и он соединяется проводами под кожей с аккумуляторной батареей, имплантированной в верхней части груди человека. Врач устанавливает силу электрического импульса, как долго он длится и как часто это происходит. Один тип стимуляции может повысить активность клеток мозга, другой может замедлить ее.
Неудивительно, что по мере совершенствования технологии и лечения ученые начали искать другие способы стимулирования мозга, причем не только для лечения неврологических повреждений от болезни Альцгеймера или черепно-мозговых травм, но и для решения психических расстройств и даже в некоторой степени поведение. Например, проводятся исследования, чтобы выяснить, может ли это помочь людям бросить курить.
Вот выборка из последних исследований стимуляции мозга:
Замедление болезни Альцгеймера. Болезнь Альцгеймера остается одной из самых сложных задач медицины, как с точки зрения выявления причины, так и разработки действительно эффективного лечения. Сейчас команда под руководством ученых из Университета Джона Хопкинса проводит клинические испытания, чтобы выяснить, может ли глубокая стимуляция мозга замедлить потерю памяти и снижение когнитивных функций.
Исследование включает в себя установку имплантатов в мозг примерно 40 пациентов с легкой болезнью Альцгеймера и измерение прогрессирования заболевания в течение 18-месячного периода. В частности, устройства имплантируются в свод свода пациентов - пучок нервных волокон, соединяющий левую и правую стороны гиппокампа. Это область мозга, связанная с памятью. Теория заключается в том, что стимуляция мозга в этой области может замедлить скорость повреждения свода и даже создать новые клетки мозга в гиппокампе.
Самая последняя стадия исследования, которая, как ожидается, продлится четыре года, была сосредоточена на безопасности имплантатов у пациентов с болезнью Альцгеймера. Пока что не обнаружено серьезных побочных эффектов.
Так долго до большой тошноты ?: Исследователи из Имперского колледжа Лондона говорят, что стимуляцию мозга можно использовать даже для облегчения укачивания. Ученые не совсем уверены, что вызывает тошноту, но считают, что это связано с тем, что мозг пытается обрабатывать противоречивые сигналы от наших ушей и глаз, когда мы находимся в движении. Предыдущие исследования определили, что хорошо функционирующая вестибулярная система - это часть внутреннего уха, которая ощущает движение - повышает вероятность того, что кто-то почувствует тошнотворное ощущение.
Таким образом, исследователи задались вопросом, что произойдет, если они используют электрический ток для отключения сигналов от вестибулярной системы к мозгу. Они работали с 10 мужчинами и 10 женщинами-добровольцами, которые согласились носить шапку с электродами, а затем в течение 10 минут получали слабый электрический ток, предназначенный для подавления активности клеток мозга. Затем последовала поездка на стуле, который вращался и наклонялся на разных скоростях, чтобы им стало плохо.
Оказалось, что те, кто получал стимуляцию, которая снижала активность клеток головного мозга, реже чувствовали тошноту и выздоравливали быстрее, чем люди, чей мозг стимулировался для повышения активности клеток. Теперь исследователи обсуждают с потенциальными партнерами разработку портативного устройства для стимуляции тошноты, которое можно купить в аптеке.
Воспоминания сделаны об этом: на конференции в начале этого месяца DARPA, исследовательское подразделение Министерства обороны, объявило, что в рамках финансируемого им исследования пациенты, которым были сделаны имплантации головного мозга, лучше оценивали результаты тестов на память. Травматические черепно-мозговые травмы являются серьезной проблемой для вооруженных сил США - с 2000 года почти 300 000 сотрудников службы прошли курс лечения на одного. Таким образом, DARPA ведет исследовательские работы, посвященные тому, как можно использовать электрическую стимуляцию, чтобы помочь людям с поврежденным мозгом создавать и восстанавливать воспоминания.
Ученые, работающие с пациентами, перенесшими операцию на головном мозге, которые добровольно вызвались участвовать в проекте памяти. Цель состоит в том, чтобы более четко определить процесс формирования и запоминания мозга, а затем использовать легкие удары от имплантатов, чтобы воссоздать этот процесс. Это всего лишь год в проекте, но DARPA говорит, что, основываясь на полученных результатах, представляется возможным отобразить и интерпретировать нейронные сигналы, поступающие от мозга, когда он кодирует или извлекает память, а затем фактически улучшить этот отзыв, электрически стимулируя целевые участки мозга.
Брось эту сигарету: еще один проект на ранних стадиях - изучение того, как стимуляция мозга может помочь людям бороться с тягой к сигаретам или нездоровой пище. Кэрин Лерман, старший заместитель директора онкологического центра им. Абрамсона при Пенсильвании, недавно получила грант на исследование того, может ли применение электрических ударов к участкам префронтальной коры лба - области мозга, привязанной к самоконтролю - помочь людям сопротивляться побуждениям заниматься нездоровым поведением.
Идея состоит в том, что при правильном нацеливании эта стимуляция может усилить пути, используемые для борьбы с желанием зажечь. Предварительные результаты эксперимента с участием 25 курильщиков показали, что после 20-минутного сеанса с электрическими стимуляторами, привязанными ко лбу, люди могли ждать дольше, прежде чем дотянуться до сигареты, чем те, кто получал лечение плацебо. Они также курили меньше сигарет.
Восстановление после инсульта. Ученые из клиники Кливленда обратились в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) за разрешением начать тестирование глубокой стимуляции головного мозга у людей, перенесших инсульт. Лечение, казалось, работало с крысами - оно стимулировало рост новых нейронов в мозге.
Не то, чтобы кто-то думал, что это может обеспечить лекарство от инсультов. Когда они происходят, кровоснабжение мозга прекращается, а некоторые области просто отключаются, а связь с другими областями нарушается. Электрическая стимуляция не может вернуть мертвые нейроны к жизни. Но это может помочь создать новые нервные связи, особенно в мозжечке, части мозга, которая контролирует произвольные движения. Надежда состоит в том, что части мозга, которые все еще здоровы, смогут лучше компенсировать поврежденные.
Около 800 000 человек в США страдают от инсультов каждый год. И, по данным Национальной ассоциации инсультов, около половины выживших становятся сильно истощенными.
Усиление эмпатии: а как насчет использования стимуляции мозга, чтобы изменить то, что люди чувствуют? Исследователи из Гарвардского университета и Университета Вандербильта отправились на эту территорию с помощью эксперимента, связанного с выходом из строя правосудия.
Они подарили 66 добровольцам рассказы о вымышленном человеке по имени Джон, в частности, они рассказали о ряде преступлений, которые он совершил, и о его психическом состоянии, когда он их совершил. Заранее некоторым участникам была предоставлена форма стимуляции мозга, которая могла нарушить деятельность в префронтальной коре, которая играет ключевую роль не только в самоконтроле, но и в принятии решений. Для других устройство стимуляции было подключено, но никогда не включалось.
Добровольцев попросили решить, насколько виноват Джон, а также определить по шкале от 0 до 9, насколько суровым должно быть его наказание. Исследователи обнаружили, что люди, у которых нарушена мозговая активность, выбрали менее суровые наказания.
Что поднимает, пожалуй, самый большой вопрос о стимуляции мозга: когда исправление мозга превращается в изменение мозга?
