Очень сложно изучить и приблизиться к подкорковым областям, которые расположены в самой глубокой части мозга. Мы знаем, что две ключевые структуры в этих областях, таламус и прилежащее ядро, взаимодействуют друг с другом и корой головного мозга для управления моторной, эмоциональной и ассоциативной активацией (мышление более высокого уровня) посредством электрических колебаний. «Дисфункция этой коммуникации вызывает у людей очень серьезные заболевания, такие как синдром Туретта и ОКР, которые обычно начинаются в подростковом возрасте, когда заканчивается развитие мозга, а также болезнь Паркинсона», – объясняет Кристоф Мишель, профессор кафедры Базовые нейронауки на медицинском факультете UNIGE.
Современные методы лечения, основанные на глубокой стимуляции мозга, являются высокоинвазивными: вживление электродов в центр мозга, которые стимулируются электрически с помощью внешнего стимулятора. «Хотя эта методика доказала свою эффективность при болезни Паркинсона, к сожалению, она не работает так хорошо при ОКР и синдроме Туретта», – говорит Мартин Сибер, исследователь из отдела фундаментальных нейронаук и первый автор исследования.
Проверенная и действительно неинвазивная методика анализа
Чтобы улучшить существующие методы лечения, важно понять, как работают эти подкорковые зоны и как они взаимодействуют. Однако упомянутые выше болезни поражают только людей и страдают от недостаточного количества животных моделей.
Поскольку имплантация электродов – чрезвычайно инвазивный метод, был предложен другой метод для увеличения числа изучаемых субъектов. «Мы, естественно, подумали об ЭЭГ, которая регистрирует электрическую активность мозга с помощью 256 электродов, размещенных на коже головы», – продолжает Мишель. Но действительно ли возможно измерить глубокую мозговую активность извне черепа??
В сотрудничестве с командой, возглавляемой профессором Верле Виссер-Вандервалле, нейрохирургом из Кельнского университета, исследователи UNIGE смогли измерить и записать электрическую активность подкорковых областей у четырех пациентов с ОКР и Туретта, которым были поставлены электродные имплантаты. В то же время эти люди были оснащены ЭЭГ, поскольку ученые измеряли активность тех же областей с поверхности. «Разработанные нами математические алгоритмы означали, что мы можем точно интерпретировать данные, предоставленные ЭЭГ, и определить, откуда исходит активность мозга», – говорит Сибер. И приговор? Результаты идеально коррелировали. «Получив очень похожие сигналы, как и с имплантатами, мы наконец доказали, что поверхностная ЭЭГ может использоваться, чтобы увидеть, что происходит в самой глубокой части мозга, без необходимости входить в нее напрямую!"говорит профессор Мишель.
Дверь открыта для новых прецизионных обработок
«Теперь, когда мы знаем, что ЭЭГ можно использовать для анализа подкорковых зон, – продолжает Сибер, – мы можем попытаться понять, как они взаимодействуют друг с другом и с корой головного мозга, в надежде, что мы сможем лучше понять причины такие заболевания, как болезнь Туретта и ОКР."Ученые также стремятся использовать эту технику для улучшения существующих методов лечения, основанных на восстановлении баланса сетевых взаимодействий с помощью очень легкого удара электрическим током. Они также хотели бы применить их к другим заболеваниям, таким как ожирение, зависимость или болезнь Альцгеймера. «Наконец, мы надеемся, что со временем мы сможем стимулировать глубокие области мозга с поверхности с помощью электромагнитной обработки, раз и навсегда покончив с имплантами электродов в мозг!"заключает профессор Мишель.