Więcej takich tematów na stronie głównej Gazeta.pl.
Eksperymenty prowadzone na Uniwersytecie w Lund (Szwecja) zaowocowały nową metodą zwalczania uporczywego bólu. Pomysł naukowców opiera się na precyzyjnej stymulacji pewnych obszarów w mózgu przy pomocy ultracienkich mikroelektrod tworzących rodzaj klastra 3D, czyli zintegrowanego, ściśle współpracującego systemu przekazywania i blokowania sygnałów elektrycznych.
Przewlekły ból nadal stanowi wyzwanie dla lekarzy, mimo że istnieje szereg terapii przeciwbólowych, z których jednak większość oparta jest na lekach (takich jak morfina). Te jednak niosą ze sobą duże ryzyko uzależnień. Stosowane dzisiaj metody walki z bólem za pomocą środków farmakologicznych zaburzają pracę zmysłów i funkcje psychiczne, a z kolei metody oparte o elektrostymulację mózgu wiążą się ze skutkami ubocznymi.
Jak wygląda walka z bólem?
W naszym mózgu istnieją potężne systemy kontroli bólu. Obejmują jądra w śródmózgowiu określane symbolami PAG (z ang. periaqueductal gray - istota szara okołowodociągowa) oraz DRN (z ang. dorsal raphe nucleus - grzbietowe jądro szwu), zaangażowane w koordynację kilku złożonych reakcji behawioralnych w sytuacjach zagrażających życiu. Są to także te rejony w mózgu, które w wyniku stymulacji elektrycznej potrafią zablokować ból.
Podjęto wiele prób wykorzystania tej naturalnej kontroli przeciwbólowej w mózgu do poprawy jakości życia nieuleczalnie chorych osób. Pacjentom wszczepia się specjalne elektrody do głębokiej stymulacji mózgu. Jednak efekty tego zabiegu są zmienne i bardzo niepewne. Owszem, osiąga się złagodzenie bólu, ale jednocześnie pacjenci narażeni są na skutki uboczne, takie jak ataki paniki, zawroty głowy, nudności, problemy ze wzrokiem. Za te niepożądane efekty terapii przeciwbólowej odpowiadają prawdopodobnie duże rozmiary elektrod, które wytwarzają prąd o zbyt szerokim zasięgu.
- Może wówczas dojść do sytuacji, gdy podczas zabiegu stymulowane są także sąsiednie rejony mózgu, na przykład sieci neuronowe odpowiadające za reakcje autonomiczne lub emocjonalne - tłumaczą naukowcy. Elektrody mogą być ponadto niestabilne lub nieprecyzyjnie umieszczone w mózgu. Kolejny problem to reakcje ze strony tkanki nerwowej, które mogą skutkować otorbianiem wszczepionej elektrody. Te niedogodności znikają, gdy użyje się niezwykle cienkich i przyjaznych dla tkanki mózgowej mikroelektrod, które skonstruowali szwedzcy bioinżynierowie.
Mikroelektrody w żelatynie
- Nasze elektrody są bardzo miękkie i wyjątkowo delikatne dla mózgu. Służą do stymulacji mózgowych ośrodków kontroli bólu bez jednoczesnej aktywacji sąsiednich obwodów nerwowych, które odpowiadają za skutki uboczne. Nowa metoda polega na wszczepieniu zestawu ultracienkich elektrod (w formie trójwymiarowego klastra), a następnie na precyzyjnym wybraniu do stymulacji jednej podgrupy mikroelektrod, dokładnie tej, która dotyka newralgicznego rejonu mózgu - wyjaśnia Jens Schouenborg, jeden z autorów pomysłu.
Badacze przetestowali działanie mikroelektrod na szczurach. Podczas eksperymentów udało im się niemal całkowicie zablokować ból (a dokładniej zablokować przekazywanie sygnału do kory mózgowej) bez żadnych obserwowalnych skutków ubocznych. Zaproponowano ponadto pewne techniki chirurgiczne, pozwalające na precyzyjne wszczepianie mikroelektrod do mózgu. Same mikroelektrody zbudowane zostały w taki sposób, aby były mało inwazyjne. Osadzono je w twardej żelatynie w kształcie igły, która rozszerza się, a następnie rozpuszcza podczas implantacji.
Jak podkreślają twórcy tej nowej metody zwalczania bólu, ich projekt można dość łatwo zaadaptować do potrzeb ludzi. Mają nadzieję, że za pięć do ośmiu lat, takie mikroelektrody będą już używane powszechnie do zwalczania bólu nowotworowego i przewlekłego bólu związanego z urazami rdzenia kręgowego, z którymi dzisiaj jeszcze słabo sobie radzimy. Ponadto uważają, że sam pomysł z mikroelektrodami w postaci klastra 3D może być wykorzystywany także do leczenia zwyrodnieniowych chorób mózgu, w tym Parkinsona, a ponadto depresji, epilepsji i - być może - udaru mózgu.
Z wynikami badań można się zapoznać na łamach czasopisma "Science Advances".
Źródła: MedicalXPress.com, Science Advances
