Учёные разработали метод TIS для безоперационной стимуляции мозга

Новая технология может стать промежуточным этапом между неинвазивной стимуляцией и глубокой нейрохирургией, позволяя активировать внутренние структуры мозга через электроды, расположенные на поверхности

Методы электрической стимуляции мозга применяются на протяжении долгого времени для лечения различных неврологических и психиатрических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и депрессия. Однако существующие подходы либо ограничены воздействием на поверхности, либо требуют хирургической имплантации электродов.

Исследовательская группа из Университета Женевы, Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Федеральной политехнической школы Лозанны предложила промежуточный метод, основанный на технологии временной интерференционной стимуляции (TIS).

Суть этого метода заключается в подаче двух высокочастотных электрических полей через электроды, размещенные на коже головы. Нейроны не реагируют непосредственно на такие частоты, но «отвечают» на более низкочастотный сигнал, возникающий благодаря их интерференции.

Теоретически это позволяет воздействовать на глубокие структуры мозга, минимально затрагивая поверхностные области.

До сегодняшнего дня распределение побочных эффектов TIS по тканям мозга не было системно изучено. Чтобы оценить это, исследователи провели эксперименты на мышах, используя электрофизиологические методы, кальциевую визуализацию активности нейронов, функциональную магнитно-резонансную томографию и стимуляцию медиальной префронтальной коры.

Результаты показали, что TIS действительно может активировать целевые зоны, однако также вызывает нежелательную стимуляцию других участков мозга, что ограничивает точность подхода.

Для повышения селективности команда добавила третью конфигурацию электродов, нацеленную на подавление нежелательных электрических интерференций за пределами зоны стимуляции.

По словам Валерио Зерби, принимавшего участие в исследовании, функциональная МРТ позволила визуализировать все активированные участки мозга и количественно оценить степень побочной активации, что стало важным шагом в понимании ограничений метода.

Авторы отмечают, что новый подход не заменяет глубокую стимуляцию мозга (DBS), требующую нейрохирургического вмешательства, но может стать её неинвазивной альтернативой или дополнением в будущем, особенно для работы с глубокими структурами, связанными с депрессией, обсессивно-компульсивным расстройством и болезнью Паркинсона.

Исследователи подчеркивают, что основной задачей сейчас является контроль «побочных» зон активации, так как именно они на данный момент ограничивают клиническое применение технологии. Тем не менее, работа демонстрирует прогресс в области точечной неинвазивной нейростимуляции, которая до сих пор рассматривалась как технически очень сложная.