Исследователи показали, что электронное устройство может обнаруживать и прекращать эпилептические припадки при имплантации в мозг мышей.
Наш 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
Электронное устройство тонкое, мягкое, гибкое и изготовлено из органических пленок, что позволяет ему хорошо взаимодействовать с тканями человека. Это также безопасно, поскольку наносит минимальный ущерб мозгу. Электрические свойства этих органических пленок делают их идеально подходящими для таких медицинских применений, где требуется взаимодействие с живой тканью. Нейромедиатор или лекарство в устройстве нацелены на точку возникновения припадка и тем самым сигнализируют нейронам о прекращении возбуждения. Это приводит к прекращению припадка. Нейронный зонд использовался для транспортировки этого нейромедиатора к пораженной части мозга. Этот зонд включает мини-ионный насос и электроды, которые отслеживают активность мозга на предмет возможного приступа. Когда электроды зонда обнаруживают нейронный сигнал, относящийся к припадку, активируется ионный насос, который затем создает электрическое поле. Это электрическое поле позволяет лекарству перемещаться через ионообменную мембрану из внутреннего резерва за пределы электронного устройства с помощью процесса, называемого электрофорезом, который технически позволяет пациентам более точно контролировать дозировку и время действия нейромедиатора. Точное количество высвобождаемого лекарства может быть основано на силе электрического поля. Этот инновационный метод определяет, «когда» и «сколько» лекарств необходимо доставить конкретному пациенту. Препарат доставляется без добавления раствора растворителя, что помогает предотвратить повреждение окружающей ткани. Препарат эффективно взаимодействует с клетками вне устройства. Исследователи обнаружили, что для предотвращения судорог требовалось лишь небольшое количество лекарства, и это количество составляло не более 1 процента от всего лекарства, которое изначально было добавлено в устройство. Это полезно, так как устройство не нужно будет перезаправлять в течение длительного времени. Препарат, использованный в этом конкретном исследовании, был естественным нейротрансмиттером в нашем организме, и он без проблем потреблялся естественными процессами в мозге сразу после его высвобождения. Это говорит о том, что описанное лечение должно уменьшить или даже устранить любые нежелательные побочные эффекты лекарств.
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
