Život s neurološkim poremećajem često podrazumijeva oslanjanje na lijekove koji ne pomažu svima ili, u nekim slučajevima, na kirurške intervencije
NEUROLOŠKI POREMEĆAJI
Sićušne čestice, veliki rezultati: Nove, manje invazivne metode stimulacije mozga
Čitanje članka:
4
min
Desetljećima je liječenje ozbiljnih neuroloških poremećaja tražilo velike kompromise. Simptome se najčešće moglo ublažiti samo invazivnim kirurškim zahvatima i ugradnjom elektroda koje se više nije moglo izvaditi.
POGLEDAJ VIDEO: Nobelovac kritizira Trumpa: 'Ovo će paralizirati veliki dio znanstvenih istraživanja'
Pokretanje videa...
01:07
Mavi Sanchez-Vives, neuroznanstvenica i voditeljica skupine za sistemsku neuroznanost pri istraživačkom institutu IDIBAPS u Barceloni u Španjolskoj rekla je: „Nije lijepo imati žice u tijelu, no za mnoge pacijente to je bila jedina opcija”.
To se polako mijenja. Sanchez-Vives predvodi trogodišnju istraživačku inicijativu pod nazivom META-BRAIN koju financira EU i koja traje do prosinca 2026. Tim znanstvenika istražuje nove načine interakcije s mozgom kombiniranjem nanotehnologije, ultrazvuka i naprednog praćenja mozga.
Tim projekta META-BRAIN okuplja znanstvenike i liječnike iz vodećih istraživačkih institucija iz cijele Europe, uključujući Austriju, Cipar, Italiju, Španjolsku i Švicarsku i razvija bežične i minimalno invazivne načine za ponovno poticanje moždane aktivnosti. Koriste nanotehnologiju za daljinsku interakciju s neuronima bez trajnih implantata ili kirurških zahvata.
Teret neuroloških poremećaja Neurološki poremećaji jedan su od najvećih zdravstvenih izazova našeg doba i vodeći uzrok bolesti i invaliditeta u svijetu. Samo u Europi 165 milijuna ljudi pati od neuroloških poremećaja kao što su Parkinsonova bolest, moždani udar, epilepsija, depresija, anksioznost i traumatična ozljeda mozga. „Ti se poremećaji temelje na neuronskim patologijama i često su povezani s promjenama ritma i obrazaca aktivnosti u mozgu”, pojasnila je Sanchez-Vives.
Mogućnosti liječenja i dalje su ograničene. Terapije lijekovima ne pomažu svima i mogu uzrokovati značajne nuspojave. Kirurški pristup poput duboke stimulacija mozga podrazumijevaju da se elektrode implantiraju duboko unutar mozga kako bi se blokirali ili regulirali nepravilni signali.
„Neki pacijenti desetljećima žive s tim implantatima”, rekla je Sanchez-Vives. „Ali oni sa sobom nose rizike i komplikacije. Trebaju nam bolje opcije.”
Bežična interakcija s mozgom
Kako bi odgovorili na taj problem, istraživački tim projekta META-BRAIN istražuje minimalno invazivne načine za daljinsku i preciznu kontrolu neuronske aktivnosti.
„Glavni je cilj istražiti nove oblike bežične interakcije s mozgom. Želimo postići visokopreciznu kontrolu koristeći nanotehnologiju kao sučelje.”
Iako neinvazivne metode stimulacije mozga već postoje, imaju velika ograničenja. Neke od njih ne mogu se precizno usmjeriti na konkretne dijelove mozga, dok druge ne mogu doprijeti do dubljih struktura.
„Zbog toga su nam potrebni pristupi koji su neinvazivni i sposobni usmjeriti se na bilo koji dio mozga”, rekla je Sanchez-Vives.
U tu svrhu istraživači istražuju dvije različite, ali komplementarne ideje. Jedna je da se za stimulaciju mozga izvana koriste ultrazvučni valovi. Druga se temelji na nanočesticama koje se mogu navoditi i aktivirati magnetskim poljima, tzv. magnetoelektričnim nanočesticama.
Sitne čestice koje djeluju kao bežične elektrode
Magnetoelektrične nanočestice posebno su obećavajuće, kaže Marta Parazzini, direktorica istraživanja na Institutu za elektroniku, informacijsko inženjerstvo i telekomunikacije talijanskog Nacionalnog istraživačkog vijeća (CNR) u Milanu.
Jednostavno rečeno, magnetoelektrične nanočestice promjera višestruko manjeg od vlasi kose pretvaraju magnetske signale u električne, koje neuroni upotrebljavaju za međusobnu komunikaciju. Kad ih se izloži vanjskom magnetskom polju, one stvaraju lokalno električno polje i djeluju kao bežične elektrode.
„Mogu se unijeti u tijelo bez kirurškog zahvata i daljinski kontrolirati magnetskim poljima”, rekla je Parazzini. „Budući da su tako sićušne, njihova primjena može biti iznimno precizna.”
Laboratorijski pokusi već su pokazali da se te nanočestice mogu kontrolirano aktivirati pomoću vanjskih magnetskih polja. Ključno je da su sposobne i stimulirati i onemogućiti neuronsku aktivnost.
„To nam pruža brojne terapijske mogućnosti”, rekla je Parazzini. „Omogućuje nam preciznu kalibraciju stimulacije mozga umjesto pukog aktiviranja i deaktiviranja neurona.”
Liječenje mozga bez kirurškog zahvata
Dugoročno, istraživači predviđaju primjene koje bi mogle iz temelja promijeniti način postupanja s neurološkim ozljedama i poremećajima.
Na primjer, nakon teške nesreće pacijent s traumatičnim oštećenjem mozga mogao bi biti doveden u bolnicu i podvrgnut detaljnom snimanju mozga. Na temelju tih snimki liječnici bi mogli ubrizgati magnetoelektrične nanočestice izravno u pogođene regije, u količinama prilagođenima pojedinačnom pacijentu.
„Te bi se odluke mogle temeljiti na personaliziranim računalnim modelima mozga”, rekla je Parazzini.
Nakon što budu na mjestu, nanočestice bi se mogle aktivirati izvana, na primjer pomoću uređaja u obliku kacige kako bi se ponovno uspostavili zdravi obrasci aktivnosti i kako bi se oštećenim tkivima vratilo normalnu fiziološku funkciju.
„Zamisao je da se odmah intervenira, bez otvaranja lubanje ili ugradnje hardvera”, rekla je Parazzini.
„Mogli bismo odmah liječiti ozljedu, a možda čak i izbjeći operaciju. Ta bi metoda bila mnogo sigurnija, brža i manje invazivna. To je idealno rješenje.”
Od laboratorija do rješenja koja mijenjaju živote
Tim projekta META-BRAIN već je proveo opsežne pokuse na moždanom tkivu i sada prelazi na in vivo ispitivanja na glodavcima. Ispitivanja na ljudima neće se provoditi u okviru tog projekta, no istraživači planiraju provesti računalne simulacije pomoću vrlo detaljnog 3D modela ljudskog mozga.
Ako bude uspješna, ta bi tehnologija u konačnici omogućila učinkovitije liječenje širokog raspona neuroloških i neuropsihijatrijskih stanja. Osobama koje boluju od Parkinsonove bolesti olakšala bi se kontrola pokreta, bolesnici s epilepsijom mogli bi postići bolju kontrolu napadaja, a osobe sa složenim psihijatrijskim poremećajima mogle bi imati koristi od usmjerenijih terapija.
Osim liječenja, tehnologija može pomoći i u vraćanju ili nadoknadi izgubljenih osjetila. U slučajevima oštećenja osjetila, magnetoelektrična sučelja mogla bi jednog dana pomoći u zamjeni ili zaobilaženju oštećenih veza, što bi moglo ponuditi nove metode liječenja za neke vrste sljepoće ili drugih vrsta gubitka osjetila.
Neistražena područja
Iako djeluje obećavajuće, istraživači žele naglasiti da su te tehnologije još u ranoj fazi.
„Preostaje dug proces prije nego što ta tehnologija stigne do pacijenata”, rekla je Sanchez-Vives. „Prvo moramo dobro razumjeti kako se te čestice ponašaju u mozgu i kako ih sigurno i učinkovito kontrolirati.”
Ipak, potencijal je neosporan.
„Zapanjujuće je vidjeti da tako male čestice mogu imati tako velik utjecaj na neurone”, rekla je. „Istražujemo potpuno novo područje, ali ono bi u konačnici moglo promijeniti način na koji liječimo poremećaje mozga.”
Istraživači koje financira EU sada istražuju mogućnost da u budućnosti nanotehnologija ponudi sigurniju, manje invazivnu alternativu
Istraživanje predstavljeno u ovom članku financiralo je Europsko vijeće za inovacije (EIC). Stajališta sugovornika ne odražavaju nužno stajališta Europske komisije. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu EU-a o istraživanjima i inovacijama Horizon.
Autor: Michaela Nesvarova
Više informacija
· Internetske stranice projekta META-BRAIN
· Potpora EU-a istraživanju i inovacijama u području zdravlja mozga
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
