Ultradźwięki pomogą dotrzeć do mózgu

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Neuronaukowcy mają ograniczone narzędzia, pozwalające zrozumieć ludzki mózg i leczyć jego choroby. Zabiegi chirurgiczne lub elektrody wprowadzane do mózgu są w większości przypadków zbyt inwazyjne. Współczesne techniki nieinwazyjne, takie jak stymulacja magnetyczna, są nieprecyzyjne. Obecnie neuroradiolog Raag Airan ze Stanford University wraz ze współpracownikami przedstawili metodę, która może pozwolić naukowcom na nieinwazyjną pracę w obrębie małych, swoiście wskazanych obszarów mózgu.

W badaniu, które opisano w listopadzie w czasopiśmie Neuron, wykorzystano technikę, nad którą Airan pracował od lat – jednak po raz pierwszy wykazano, że działa ona z pożądaną precyzją. Technika ta obejmuje wstrzykiwanie do krwiobiegu „klatek” z nanocząstek, wypełnionych cząsteczkami leku. Następnie naukowcy wykorzystują skoncentrowaną wiązkę ultradźwięków do uwalniania i wytrząsania tych cząsteczek w pożądanym miejscu. Lek przechodzi tam przez barierę krew-mózg (błonę pomiędzy tętnicami a mózgiem, która przepuszcza tylko maleńkie cząsteczki) i wpływa bezpośrednio na funkcjonowanie mózgu tylko w tym wybranym miejscu.

Wyniki badań doświadczalnych na szczurach wykazały, że działanie leku – środka znieczulającego – było ograniczone do trzymilimetrowego sześcianu, gdzie koncentrowała się wiązka. Naukowcy kierowali ultradźwięki do kory wzrokowej szczurów, jednocześnie migając im w oczy światłem. Po uruchomieniu wiązki aktywność mózgu w wybranym obszarze malała, zaś w ciągu 10 s po zaprzestaniu stymulacji, w miarę jak środek znieczulający przestawał działać, powracała. „Technika precyzyjna pod względem przestrzeni i czasu, która pozwala nam bardzo lokalnie działać na mózg, to niezwykły cel” – mówi neurochirurg Nir Lipsman z Sunnybrook Research Institute w Toronto, który nie brał udziału w tym badaniu. Zespół zaobserwował także zmniejszenie aktywności metabolicznej w odległych częściach mózgu, powiązanych z obszarami docelowymi, co sugeruje możliwość wykorzystania tej metody do mapowania obwodów w mózgu.

Naukowcy nie stwierdzili żadnych oznak uszkodzenia tkanek na skutek tej procedury. „Dobrze się sprawili, wykazując bezpieczeństwo” – mówi Lipsman. To badanie to jedynie potwierdzenie idei, ale zdaniem Airana powinna ona szybko trafić do zastosowań klinicznych. Ultradźwięki są już powszechnie stosowane w medycynie, a nanocząstki wykonuje się ze związków chemicznych rutynowo stosowanych w radiologii i w leczeniu nowotworów złośliwych. „Musimy tylko wykazać, że ich połączenie nie jest niebezpieczne – mówi Airan. – W ciągu roku czy dwóch lat rozpoczniemy pierwsze badanie z udziałem ludzi”.

Co dalej? Sprawdzenie, czy ta technika pozwala symulować efekty planowanych zabiegów neurochirurgicznych poprzez znieczulenie docelowego obszaru operacji w celu potwierdzenia, czy można bezpiecznie go wyłączyć. Tę metodę można byłoby również stosować do podawania leków psychiatrycznych w swoiste obszary mózgu, potencjalnie ograniczając działania niepożądane i zwiększając skuteczność. „Możliwości jest tak wiele, że nie mieszczą się w głowie” – mówi Airan.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.