Нейромодуляция набирает все большую популярность в терапии Болезни Паркинсона, эпилепсии, бессонницы и других распространенных неврологических заболеваний. Один из наиболее распространенных инвазивных методов нейромодуляции – глубокая стимуляция мозга (ГСМ), осуществляемая посредством передачи электрических импульсов в целевые области мозга через имплантированные электроды. Несмотря на высокое пространственное разрешение и возможность регулировать активность индивидуальных клеток, применение ГСМ требует хирургического вмешательства, что затрудняет его применение в условиях стационара . Среди неинвазивных методов широко распространены транскраниальная магнитная стимуляция и стимуляция электрическим током, позволяющие модулировать спайковую активность групп нейронов. Однако применение этих методов ограничено их низкой специфичностью в отношении целевых зон, что не позволяет фокусно воздействовать на локальные нейронные сети.
По мнению авторов работы, опубликованной в Nature Communications, альтернативным решением может стать низкоинтенсивная транскраниальная фокусная ультразвуковая стимуляция, обладающая высокой селективностью и пространственным разрешением. Апробация метода проводилась в эксперименте in vivo на анестезированных грызунах. Электрофизиологический ответ индивидуальных клеток регистрировали с помощью микроэлектродных методов.
Авторам удалось продемонстрировать высокую селективность транскраниальной фокусной ультразвуковой стимуляции и способность таргетно модулировать активность небольших субпопуляций нейронов. В зависимости от выбранных параметров стимуляции, подача ультразвука низкой интенсивности могла активировать или, наоборот, ингибировать клеточную активность, тем самым регулируя баланс между активацией и торможением. Кроме того, было показано, что только возбуждающие нейроны обладают высокой чувствительностью к частоте повторения импульсов ультразвука.
Результаты исследования дают почву для внедрения транскраниальной фокусной ультразвуковой стимуляции в широкую клиническую практику. Следующим этапом, по мнению авторов, должна стать апробация метода на реальных пациентах. Исследователи планируют расширить спектр возможностей метода, в частности создать ультразвуковую стимуляцию с более высоким пространственным разрешением и селективностью.
