فناوری جدید مغز را بدون جراحی هدف‌گیری می‌کند

ساختارهای عمیق مغز تأثیر عمده‌ای بر رفتار ما دارند. اختلال در تنظیمات عمیق مغز ممکن است منجر به بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون یا افسردگی شود. برخلاف اهمیت واضح این ساختارها، دانش ما در مورد آنها به دلیل موقعیت مکانی‌شان محدود است که مطالعه و درمان آنها را دشوار می‌سازد، اما دانشمندان در یک مطالعه جدید، از یک فناوری رونمایی کردند که ممکن است جایگزینی برای روش‌های تهاجمی ارائه دهد.

این فناوری مجهز به یک کلاه ایمنی فراصوت جهت تصویربرداری مغز است که نه تنها مدارهای عمیق مغز را بدون جراحی تعدیل می‌کند، بلکه طبق گزارش‌ها می‌تواند این کار را با دقتی بی‌نظیر انجام دهد.

به نقل از ساینس‌آلرت، «بردلی تریبی»(Bradley Treeby) مهندس زیست‌پزشکی در «کالج دانشگاهی لندن»(UCL) و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: این فناوری یک جهش رو به جلو در توانایی ما برای مطالعه و تأثیرگذاری عمیق بر مغز است. این پیشرفت فرصت‌هایی را هم برای مطالعات علوم اعصاب و هم برای درمان بالینی فراهم می‌کند. دانشمندان برای اولین بار می‌توانند به صورت غیرتهاجمی روابط را در مدارهای عمیق مغز که در گذشته تنها از طریق جراحی قابل دسترسی بودند، مطالعه کنند.

وی افزود: این فناوری جدید از نظر بالینی می‌تواند درمان اختلالات عصبی و روانپزشکی مانند پارکینسون، افسردگی و لرزش را متحول کند و دقتی بی‌سابقه در هدف قرار دادن مدارهای خاص مغزی که نقش کلیدی در این شرایط دارند، ارائه دهد.

این فناوری بر اساس رویکردهای موجود مانند تحریک فراصوت توسط ام‌آرآی ساخته شده و برای رفع محدودیت‌های هر یک طراحی شده است. این مطالعه نشان داد که کلاه ایمنی جدید می‌تواند آن نواحی در مغز را هدف قرار دهد که ۱۰۰۰ برابر کوچکتر از فناوری‌های فراصوت معمولی و ۳۰ برابر کوچکتر از فناوری‌های مشابه است.

این فناوری همچنین نواحی عمیق‌تر مغز را هدف قرار می‌دهد. این کار با استفاده از آرایه‌ای از ۲۵۶ عنصر پیکربندی شده داخل کلاه ایمنی انجام می‌شود که پرتوهای فراصوت متمرکز را به نواحی خاصی از مغز فرد ساطع می‌کنند تا فعالیت عصبی را افزایش یا کاهش دهند. این فناوری همچنین شامل یک ماسک صورت پلاستیکی نرم است که به تثبیت سر فرد کمک می‌کند تا دقت پرتوهای فراصوت را بهبود ببخشد.

این مطالعه شامل آزمایشاتی با هفت داوطلب انسانی بود که کلاه ایمنی را بر سر داشتند، در حالی که پژوهشگران از آن برای هدف قرار دادن «لوب زانویی جانبی»(LGN) آنها استفاده کردند که بخش کوچکی از «تالاموس»(thalamus) است و در پردازش اطلاعات بصری نقش دارد.

از داوطلبان در یک آزمایش خواسته شد تا یک تخته شطرنجی چشمک‌زن را تماشا کنند. تصاویر «اف‌ام‌آرآی» یا «تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی»(fMRI) نشان داد که فعالیت همزمان در قشر بینایی افزایش یافته است که نشان می‌دهد «لوب زانویی جانبی» با موفقیت مورد هدف قرار گرفته است.

«لوب زانویی جانبی» یا «هسته جناغی جانبی»، مرکز تقویت سیگنال در نهنج برای شاهراه بینایی است. این لوب شامل دو برآمدگی متقارن کوچک و بیضوی است که در آن نهنج به عصب بینایی می‌رسد. این لوب در انسان، دارای شش لایه سلول عصبی متناوب با تارهای نوری است.

همچنین بخوانید: اولین نقشه جامع مغز در حین تصمیم‌گیری؛ ثبت فعالیت ۶۰۰ هزار نورون

سامانه را طوری طراحی کردیم که با «اف‌ام‌آرآی» همزمان سازگار باشد

«الینور مارتین»(Eleanor Martin) فیزیکدان و مهندس در گروه فراصوت زیست‌پزشکی «کالج دانشگاهی لندن» و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: این قابلیت نظارت در لحظه یک ویژگی مهم است. ما این سامانه را طوری طراحی کردیم که با «اف‌ام‌آرآی» همزمان سازگار باشد و به ما این امکان را بدهد که تأثیرات تحریک را در لحظه نظارت کنیم. این امر فرصت‌های هیجان‌انگیزی را برای درمان‌های شخصی‌سازی شده ایجاد می‌کند.

یک آزمایش دیگر، دوام اثرات کلاه ایمنی را نشان داد، به طوری که تغییرات در فعالیت قشر بینایی ۴۰ دقیقه پس از تحریک ادامه داشت.

دانشمندان خاطرنشان می‌کنند: داوطلبان هیچ درک آگاهانه‌ای را از تغییرات بصری در طول این آزمایشات گزارش نکردند، اما با این وجود، اسکن‌های «اف‌ام‌آرآی» تغییرات قابل توجه و پایداری در فعالیت عصبی در مکان‌های مورد نظر را نشان داد. توانایی تعدیل دقیق ساختارهای عمیق مغز بدون جراحی، یک تغییر الگو در علوم اعصاب است که رویکردی ایمن، برگشت‌پذیر و قابل تکرار را هم برای درک عملکرد مغز و هم برای توسعه درمان‌های هدفمند ارائه می‌دهد.

آنها همچنین خاطرنشان می‌کنند که مطالعات بیشتری برای توضیح کامل آنچه در این فرآیند اتفاق می‌افتد، نیاز است، اما این نتایج از هم‌اکنون یک پیشرفت محسوب می‌شوند. چنین تعدیل عصبی ماهرانه‌ای در گذشته بدون روش‌های تهاجمی غیرممکن بود و امید جدیدی را برای بیماران ارائه می‌دهد. ما در مورد کاربردهای بالینی بالقوه این فناوری برای اختلالات عصبی مانند بیماری پارکینسون که نواحی عمیق مغز به طور خاص تحت تأثیر قرار می‌گیرند، هیجان‌زده هستیم.

این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.

منبع: ایسنا