Прицельное ультразвуковое вмешательство может изменить функции мозга

Исследование, проведенное нейробиологами из Университета Плимута, показало, что использование ультразвуковой технологии может значительно изменить функцию мозга и, следовательно, предложить новые возможности лечения депрессии, зависимости и тревоги. Авторы исследования изучали транскраниальную ультразвуковую стимуляцию (TUS), новую методику техники ультразвуковых исследований. Обычно при таких исследованиях широкие лучи ультразвука используются для создания изображений, но они не воздействуют на целевую ткань. Однако с помощью TUS можно фокусировать лучи ультразвука на конкретной области мозга, что приводит к изменению давления и взаимодействия нейронов между собой.


Группа ученых сообщила, что их исследование, проведенное на 24 здоровых взрослых, показало значительные изменения в концентрации гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) в задней поясной коре головного мозга в течение часа после ультразвукового лечения TUS. Также было выявлено, что способ связи задней поясной извилины коры с остальной частью мозга глубоко изменился в течение часа после лечения TUS.

Однако эти изменения не проявились одинаково во всех областях мозга: концентрация ГАМК не менялась в передней поясной коре, которая играет важную роль в психических состояниях, но связана с когнитивными функциями, такими как принятие решений, обучение и регуляция внимания.

Ученые, сотрудничающие с экспертами из разных университетов и больниц, считают, что эти результаты являются важным первым шагом к созданию клинических приложений, использующих ультразвук для лечения психических расстройств.

Они подчеркивают, что их исследование показывает, что TUS работает на людях и что изменения в мозге можно обратить. Однако требуется дополнительная работа, прежде чем эту технологию можно будет использовать в клинической практике.

Ученые также изучают возможность использования TUS для изменения дофаминергической системы, которая может влиять на принятие решений, обучение и мотивацию к определенному поведению, связанному с зависимостью.

В своем исследовании ученые использовали ультразвук низкой интенсивности (LIFU), который не вызывает никакого ощущения или боли. Они направляли ультразвук на заднюю поясную кору головного мозга через специальный шлем. Задняя поясная кора головного мозга отвечает за регуляцию эмоций и настроения. ГАМК является одним из основных нейромедиаторов в мозге, который подавляет нервную активность и способствует расслаблению. Уровень ГАМК может быть повышен или понижен при различных психических расстройствах, таких как депрессия, тревожность или биполярное расстройство. Изменение концентрации ГАМК может быть связано с изменением настроения или эмоционального состояния.


— доктор Эльза Фураньян, один из авторов исследования.

Доктор Сити Яакуб, ведущий автор исследования, убежден, что их интересно было увидеть, как нацеливание на разные области мозга приводило к различным изменениям концентрации ГАМК. Это может говорить о том, что некоторые методы TUS работают лучше для определенных частей мозга, но не так хорошо для других. Также возможно, что существуют другие механизмы, например, состояние региона мозга, которое определяет эффективность вмешательства. Эти вопросы потребуют дальнейшего исследования.

Исследование проводилось в Центре исследований и визуализации мозга Плимутского университета, который открылся в 2022 году и помогает лучше понять активность мозга и поведение человека. Его результаты опубликованы в журнале Nature Communications.