Шведські дослідники розробили імплантовану в мозок тривимірну систему електродів для ефективного знеболення. Індивідуальне налаштування активності гнучких мікроелектродів посприяло сильному знеболенню у пацюків без явних побічних ефектів. Своїм винаходом та результатами його випробування вчені поділилися в журналі Science Advances.
Agata Garpenlind / Lund University
Коли для знеболення можуть використовувати мозкові імплантати?
Хронічний біль може бути зумовлений різними причинами — як ушкодженнями, так і неврологічними розладами та супутніми захворюваннями. У таких випадках лікарі призначають хворим знеболювальні препарати, але це не завжди вдале рішення. Іноді ліки виявляються недостатньо або й зовсім не дієвими, а в інших пацієнтів їх приймання супроводжується небажаними побічними явищами чи обмеженнями, що погіршують якість життя. Альтернативу їм вбачають в імплантованих системах контролю за болем, що їх поміщають у мозок хворих. Пристрій діє завдяки тому, що електричний стимул від електродів блокує активацію больових центрів у мозку. Але ці імплантати також мають кілька обмежень. Наприклад, через великий відносно нервових клітин розмір електродів вони можуть стимулювати нецільові нейрони й нейромережі поблизу. Іноді це спричиняє побічні ефекти у вигляді тривожності, запаморочення чи проблем із поглядом. Крім цього, через жорстокість імплантату він може подразнювати мозкову тканину й обростати рубцевою тканиною, що зменшує його ефективність. Нове рішення науковців Лундського університету дає змогу принаймні частково обійти ці обмеження.
Що пропонують вчені?
Автори створили нову систему мікроімплантатів, основану на результатах їхнього попереднього дослідження. Тоді вони показали, що для стимуляції мозку можна використати надтонкі гнучкі електроди, що спричинять мінімальне подразнення навколишніх живих тканин. Для уможливлення введення таких ніжних структур у мозок, їх слід вбудувати у жорсткий голкоподібний желатин, який розчиняється при імплантації.
Зараз систему електродів вдосконалили, щоб зробити її тривимірною для більш приціленого, точного стимулювання потрібної ділянки мозку. За задумом, кластер із мікроелектродів вводиться у відповідний больовий центр, розширюючись у процесі, щоб охопити більшу ділянку тканин. Так можна у кожного пацієнта активувати лише ті електроди, що стимулюють ділянку, відповідальну за біль саме у нього, а навколишні непов'язані з симптомом ділянки не зазнаватимуть впливу пристрою. Такий індивідуальний підхід до лікування дозволить зменшити ризик небажаних реакцій.
Як добре ідея працює в реальності?
Випробування поки що провели на восьми лабораторних пацюках із імплантатами в мозку, лапи яких піддавали болючому впливу лазера. З'ясувалося, що при індивідуально обраній комбінації активних електродів тварини нечутливі до больового подразника, навіть якщо їхні лапи попередньо обробили ультрафіолетом для спричинення гіперчутливості до болю. На це вказали відсутність безумовного рефлексу відсмикування кінцівки при подразненні та пригнічення передачі больових сигналів до кори головного мозку.
При цьому жодних серйозних побічних ефектів від втручання не виявили, хіба що у пацюків частково знизилася тактильна чутливість, що свідчить про потужний знеболювальний ефект, за словами авторів. Натомість коли тварини отримували морфін, знеболення було менш вираженим, а побічні дії — більш явними. Препарат проявив седативну дію та спричинив підвищену сонливість.
Вчені задоволені своїми результатами, хоча їхнє дослідження й проведене поки що на тваринах. Оскільки людський мозок обробляє больові сигнали подібно до мозку пацюків, то вони сподіваються, що схожий ефект матимуть мікроелектроди й на больову чутливість у людей. Однак перш ніж метод знеболення можна буде застосувати в клінічній практиці, необхідно вивчити його детальніше.
Допомогти у лікуванні хронічного болю може також генна терапія, як показало недавнє дослідження на мишах.