В Корее разрабатывают ультразвук для лечения хронической невропатической боли без спинального стимулятора
- KOREA HERALD
- 24 минуты назад
- 3 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Институт фундаментальных наук Южной Кореи смогла облегчить хроническую невропатическую боль с помощью неинвазивной ультразвуковой стимуляции.
Механизм, через которого низкоинтенсивный непрерывный ультразвук с тета-всплесками (LI-cTBUS) облегчает боль: cлева показаны патологические изменения в нейронах и астроцитах в состоянии нейропатической боли, а справа — процесс улучшения благодаря стимуляции низкоинтенсивным, непрерывным ультразвуковом с тета-всплесками [Предоставлено IBS]
Исследовательская команда под руководством научного сотрудника Пак Чжу Мина из Департамента по исследованию памяти и глиальных клеток Института фундаментальных наук (IBS) подтвердила, что неинвазивная, низкоинтенсивная ультразвуковая стимуляция может обеспечить длительное облегчение хронической нейропатической боли, и выяснила механизм ее действия.
Невропатическая боль — это состояние, при котором болевые сигналы сохраняются в течение длительного времени после повреждения нервов и не проходят легко. Лечение в основном включает инвазивные процедуры, такие как медикаментозная терапия или имплантация стимулятора спинного мозга, но они имеют ограниченную эффективность и сопровождаются потенциальными побочными эффектами. Ультразвук тоже используется частично для облегчения боли, но он имеет ограничения в плане обратимости уже устоявшегося состояния хронической боли в долгосрочной перспективе.
Исследовательская группа сосредоточилась не только на временном подавлении боли, но и на том, возможно ли восстановить патологический дисбаланс в нервных цепях, которые поддерживают состояние боли в течение длительного времени. В ходе предыдущих исследований команда разработала технологию стимуляции низкоинтенсивным, непрерывным ультразвуком с тета-всплесками, которая имитирует «тета-гамма-сопряженные ритмы», наблюдаемые в реальных мозговых волнах. Они подтвердили, что такая стимуляция может изменять реакцию ненейронных клеток, то есть астроцитов, тем самым регулируя нервную активность. В этом исследовании они применили эту ультразвуковую стимуляцию неинвазивным образом к спинному мозгу животной модели хронической нейропатической боли и проанализировали ее эффекты.
Ежедневное повторение низкоинтенсивной, ультразвуковой стимуляции кожи над спинным мозгом мышей с хронической нейропатической болью привело к тому, что интенсивность стимуляции, необходимой для вызывания боли, увеличилась более чем пятикратно, а также к заметному снижению болевого поведения, которое продолжалось длительное время. Кроме того, гипервозбужденное состояние спинального болевого контура постепенно вернулось к нормальному уровню, и этот эффект сохранялся в течение длительного периода даже после прекращения стимуляции.
Примечательно, что эти эффекты не зависели от интенсивности ультразвука и сохранялись в долгосрочной перспективе только при определенных паттернах стимуляции, имитирующих ритмы мозговых волн. Это демонстрирует, что в ультразвуковой нейромодуляционной терапии ключевым фактором, определяющим терапевтическую эффективность, является не интенсивность, а дизайн паттерна стимуляции.
Исследовательская группа также выяснила механизм действия ультразвуковой стимуляции с использованием паттерна ЭЭГ. При хронических, невропатических болевых состояниях астроциты спинного мозга превращаются в «реактивные астроциты», что приводит к аномальному накоплению в спинном мозге нейротрофических факторов мозга (BDNF) - молекулы, усиливающей болевые сигналы. Это приводит к состоянию, при котором болевые сигналы легко усиливаются и сохраняются в течение длительного времени.
Рис. 1: Низкоинтенсивная cTBUS вызывает длительное ослабление механической аллодинии [IBS]
Пак Чжу Мин (слева направо), научный сотрудник Департамента по исследованию памяти и глиальных клеток IBS; доктор Фан Тхуй Тиен, постдокторский исследователь; доктор Шин Сан Ёп, постдокторский исследователь [IBS]
Ультразвуковые колебания вызвали активацию ионного канала TRPA1, который регулирует кальциевую сигнализацию в астроцитах в ответ на механические стимулы. Это способствовало деградации BDNF, удаляя чрезмерно накопленный BDNF и смягчая патологическую гиперактивность у реактивных астроцитов. В результате ослабленная тормозная функция в болевом контуре была восстановлена, что нормализовало баланс возбуждения и торможения, регулирующий болевые сигналы.
Это демонстрирует, что неинвазивная ультразвуковая стимуляция сама по себе может эффективно модулировать и восстанавливать состояние нейронных контуров, поддерживающих боль, что указывает на потенциал новых неинвазивных терапевтических стратегий, направленных на лечение хронической боли.
«Данное исследование показывает, что хроническую боль можно контролировать с помощью одной только ультразвуковой стимуляции, без хирургического вмешательства» - сказал научный сотрудник Пак Чжу Мин, добавив: «Ключ заключается в прямом изменении нейронной цепи боли путем регулирования астроцитов, которые, как известно, помогают нейронам».
Он далее пояснил: «Помимо астроцитов, мы планируем провести последующие исследования, анализирующие дополнительные эффекты ультразвуковой стимуляции и расширяющие ее применение на другие неврологические расстройства, такие как болезнь Альцгеймера и инсульт».
Результаты этого исследования опубликованы 6 декабря в международном научном журнале Nature Communications.
Комментарии