Группа ученых под руководством разработала революционную систему воздействия ультразвука на живой мозг. Исследование, опубликованное в журнале Nature Biomedical Engineering, впервые показало, как ультразвуковые волны активируют специфические участки мозга без повреждения тканей.
Ученые впервые показали, как ультразвук управляет мозгом живых животных
Исследователи из Нью-Йоркского и Цюрихского университетов создали систему, которая впервые продемонстрировала активацию мозговых цепей живых животных с помощью ультразвуковых голограмм.
Лабораторная мышь. https://www.understandinganimalresearch.org.uk/
Сегодня существуют приложения, одобренные регулятором FDA и предназначенные для уменьшения симптомов тремора, наблюдаемых при болезни Паркинсона. Они используют ультразвуковые волны для уничтожения нейронов мозга, в нейронных путях, связанных с тремором. Но уничтожение — это крайняя мера. Хотелось бы не уничтожать нейроны, а отрегулировать их активность. На этом пути сделан важный шаг.
Точно контролируемый ультразвук воздействует на мозг мыши. Nature Biomedical
Технология транскраниальной ультразвуковой стимуляции (TUS) использует низкоинтенсивные звуковые волны для временной активации нейронов. Ученые создали шлем с 512 ультразвуковыми излучателями, формирующими своего голограммы — трехмерные паттерны звуковых волн, которые фокусируются на определенных областях мозга мышей.
Управление нейронами с помощью ультразвука
Преимущество ультразвука — это способность проникать глубоко в мозговую ткань, достигая структур, недоступных для транскраниальной магнитной стимуляции, которая воздействует лишь на поверхностные слои коры.
Транскраниальная ультразвуковая стимуляция вызывает локализованные нейронные реакции.
Ученые показали, что воздействие на одновременно на разные участки нейронных цепей делает нейроны в 10 раз более чувствительными к ультразвуку. «Мы обнаружили, что фокусировка на цепях нейронов, распределенных по разным областям мозга, использует взаимосвязи внутри цепей, чтобы сделать целевые нейроны в 10 раз более чувствительными к ультразвуку», — отметил соавтор работы Шай Шохам.
Это повышает эффективность метода, снижает нужную мощность ультразвука и может проложить путь к более безопасным методам лечения психических расстройств и неврологических заболеваний.