Исследователи показали, что электронное устройство может обнаруживать и прекращать эпилептические припадки при имплантации в мозг мышей.
Наши мозг клетки, называемые нейронами, либо возбуждают, либо запрещают другим нейронам отправлять сообщения. Существует тонкий баланс нейронов, которые «возбуждают», и нейронов, которые «останавливают» передачу сообщений. В состоянии, которое называется эпилепсией - хроническим заболеванием мозга, которое поражает людей любого возраста и пола, - нейроны в мозгу начинают активироваться и сигнализировать соседним нейронам, чтобы они также активировались одновременно. Это вызывает нарастающий эффект, который приводит к дисбалансу между «возбуждающей» и «останавливающей» деятельностью. Считается, что первопричина этой электрической активности - сложные химические изменения, происходящие в нервных клетках. Приступ возникает, когда электрические импульсы выходят за пределы нормы. Припадок влияет на сознание человека или контроль над его моторикой. Сами по себе судороги не являются заболеванием, а являются признаком различных нарушений в головном мозге. Некоторые приступы незаметны, но некоторые выводят человека из строя. Хотя существует несколько видов припадков, вышеуказанный тип связан с эпилепсией. Эпилепсия - одно из самых распространенных неврологических заболеваний, от которого страдают около 50 миллионов человек во всем мире. Наиболее распространенное лечение эпилепсии - это использование эпилептический такие препараты, как бензодиазепины, не только обладают сильными побочными эффектами, но и неэффективны в предотвращении судорог у 30 процентов пациентов с эпилепсией. Людям с эпилепсией и их семьям приходится сталкиваться со стигмой и дискриминацией, связанной с этим заболеванием, особенно в странах с низким и средним уровнем доходов.
Команда британских и французских исследователей из Кембриджского университета, Национальной высшей школы шахт и INSERM продемонстрировала электронное устройство, которое при имплантации в мозг мышей могло обнаруживать первые признаки припадка. После этого обнаружения он смог доставить в мозг природное химическое вещество, которое затем воспрепятствовало дальнейшему продолжению припадка. Их инновационное исследование было опубликовано в Научные достижения
The electronic device is thin, soft, flexible and made of органический films allowing it to interface well with human tissue. It is also safe as does minimal damage to the brain. The electrical properties of these органический films make them ideally suited for such medical applications where interface with living tissue is needed. The neurotransmitter or drug in the device targets the origin point of the seizure and thereby signals neurons to discontinue firing. This causes the seizure to stop. A neural probe was used to transport this neurotransmitter to the affected part of the brain. This probe incorporates a mini ion pump and electrodes which monitor brain activity for potential seizure. When probe electrodes detect a neural signal belonging to a seizure, ion pump gets activated which then creates an electric field. This electric field enables drug movement across an ion exchange membrane from an internal reserve to outside of the electronic device by a process called electrophoresis which technically allows patients to control dosage and timing of the neurotransmitter drug in a more precise manner. The exact quantity of the drug to be released can be based according to strength of the electric field. This innovative method takes care of ‘when’ and ‘how’ much drug needs to be delivered for a specific patient. The drug is delivered without any added solvent solution which helps in preventing any damage to the surrounding tissue. The drug interacts efficiently with cells just outside of the device. Researchers found that only a small amount of drug was required to prevent seizures and this amount was accounted as no more than 1 percent of the entire drug which was initially added into the device. This is helpful as the device will need not to be refilled for lengthy durations. The drug used in this particular study was a native neurotransmitter in our body and it was seamlessly consumed by natural developments in the brain immediately upon its release. This suggests that the treatment described should reduce or even eradicate any undesired drug side effects.
Исследование необходимо более тщательно провести на мышах, чтобы оценить возможные побочные эффекты, а затем соответствующее исследование может быть проведено на людях. Может пройти некоторое время, возможно, несколько лет, прежде чем это устройство появится на рынке для публичного использования. Также необходимо изучить, может ли такое устройство полностью предотвратить судороги. Если этот метод окажется успешным, он может произвести революцию в лечении эпилепсии, а также помочь при других подобных заболеваниях. Есть надежда, что подобный подход может быть использован для ряда других неврологических расстройств, включая опухоли головного мозга, инсульты и болезнь Паркинсона.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Proctor CM et al. 2018. Электрофоретическая доставка лекарств для борьбы с судорогами. Наука развивается. 4 (8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
