Zaburzenia psychiczne i neurologiczne od depresji przez schizofrenię do choroby Alzheimera wydają się być naznaczone nieprawidłowościami w wzorcach elektrycznych mózgu. Choroby te, które są niezwykle trudne do leczenia, wykazały reakcje na różnego rodzaju elektroterapię, od głębokiej stymulacji mózgu, która obejmuje umieszczenie elektrod w samym mózgu, po terapię elektrowstrząsową (tak zwane „leczenie wstrząsowe”), które powoduje atak w celu „zresetowania” mózgu.
A jeśli te choroby można leczyć delikatnym, nieinwazyjnym prądem elektrycznym? To pytanie zadaje Flavio Frohlich i jego zespół University of North Carolina w Chapel Hill neurobiolog. Badają leczenie zwane przezczaszkową stymulacją prądu przemiennego lub tACS, które można stosować podczas snu pacjenta. Ostatnie badania Frohlicha i jego zespołu sugerują, że leczenie to obiecuje poprawę pamięci, obszar często dotknięty różnymi zaburzeniami mózgu. To z kolei sugeruje, że technika ta może być pomocna w leczeniu samych zaburzeń mózgu.
Frohlich wnosi do swoich badań nieco nietypowe doświadczenie, które zdawałoby się szczególnie pasować do tego rodzaju pracy - zanim został doktorem neurobiologii, był inżynierem elektrykiem.
„To, co naprawdę powoduje objawy [w chorobach neurologicznych i psychiatrycznych] i pozwala nam chodzić, rozmawiać i śnić, to zsynchronizowane maleńkie impulsy elektryczne generowane przez nasz mózg”, mówi. „Kiedy myślimy o procesie chorobowym, a zatem o potencjalnych celach leczenia, myślimy mniej o receptorach i cząsteczkach, a więcej o wzorcach elektryczności na dużą skalę w mózgu”.
W dwudniowym badaniu 16 uczestników poproszono o wykonanie dwóch ćwiczeń pamięci w nocy. Następnie przed snem wyposażono je w elektrody w określonych miejscach na skórze głowy. Pewnej nocy pacjenci otrzymali tACS przez elektrody. Drugiej nocy otrzymali pozorną stymulację. W oba poranki powtarzali te same ćwiczenia pamięci. Wyniki jednego z ćwiczeń (choć nie drugiego) uległy radykalnej poprawie po stymulacji w porównaniu z placebo.
„Zasadniczo, jeśli spojrzysz na zysk [pamięci], który uzyskujesz po prostu przez sen - i czerpiesz korzyści z pamięci tylko ze snu - kiedy stymulowaliśmy, było to prawie dwa razy więcej”, mówi Frohlich.
TACS celował w tak zwane „wrzeciona snu”, fale aktywności mózgu uważane za pomocne w przechowywaniu wspomnień podczas snu. W badaniu, im bardziej wrzeciona były stymulowane, tym większe wzmocnienie pamięci rano.
Stymulacja zastosowana w badaniu różniła się od standardowego tACS tym, że była kontrolowana przez sprzężenie zwrotne. Urządzenie zaprogramowano tak, aby wykrywało wrzeciona snu w czasie rzeczywistym i stosowało odpowiednio stymulację. Ten rodzaj ulepszenia tACS ma ekscytujący potencjał zindywidualizowanego leczenia, mówi Frohlich. Wyjaśnia, że aktywność mózgu zmienia się z chwili na chwilę i różni się w zależności od osoby. Następna generacja tACS mogłaby to uwzględnić, dynamicznie przewidując i reagując na zmiany w mózgu.
„Działa jak termostat” - mówi. „Wiesz, jaka ma być temperatura pokojowa, a kiedy zmienia się, termostat włącza ogrzewanie lub prąd przemienny w celu regulacji temperatury.”
Wszystkich 16 badanych było zdrowych. Ale ponieważ tworzenie pamięci jest zaburzone w różnych zaburzeniach psychicznych, zespół uzasadnia, że to leczenie może być również stosowane w przypadku osób z tymi zaburzeniami.
„Moją wizją jest to, że możemy opracować prawdziwie nowatorskie skuteczne metody leczenia poważnych chorób psychicznych, takich jak depresja i schizofrenia”, mówi Frohlich. „Zaletą tACS jest to, że faktycznie wymagany sprzęt jest zasadniczo przenośny, więc my i inni zaczęliśmy zastanawiać się, jak wprowadzić tę technologię w domu, być może poprzez zdalny nadzór online lub monitorowanie”.
Ale to, ostrzega, może być na dobrej drodze.
„To ekscytujące badania, ale to pierwsze badanie”, mówi. „Podobnie jak w przypadku każdej dobrej nauki, wyniki należy powtórzyć. To naprawdę wczesne dni. ”
Badanie, którego pierwszym autorem była doktorantka Caroline Lustenberger, zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie Current Biology .
Frohlich prowadzi obecnie dwa badania kliniczne z wykorzystaniem tACS, jeden dotyczący depresji, a drugi schizofrenii. Oba te badania wymagają standardowego leczenia tACS, bez nowszego procesu pętli sprzężenia zwrotnego. Frohlich ma nadzieję wprowadzić ten proces do badań klinicznych w najbliższej przyszłości.
