تم اكتشاف طريقة للتأثير على المناطق العميقة من الدماغ بنبضات الراديو

في عام 2017، توصل الفيزيائي نير جروسمان إلى اكتشاف يعد بأداة عالمية جديدة للتأثير على الدماغ الحي. قام هو وزملاؤه بتشعيع رؤوس الفئران بنبضات عالية التردد. اتضح أنه عندما تلتقي موجات الراديو في الدماغ، فإنها تغير النشاط العصبي عند نقطة التقاطع بالضبط.

كان النهج الجديد يسمى التحفيز عبر الجمجمة عن طريق التدخل الزمني (TI). على عكس الطرق الأخرى غير الجراحية، تتيح هذه الطريقة الوصول إلى الأجزاء العميقة من الدماغ التي لم يكن من الممكن تحفيزها في السابق إلا عن طريق الجراحة، ووفقًا للعديد من الخبراء، فهي أكثر أمانًا الموجات فوق الصوتية.

يقول الفيزيائي آدم ويليامسون، الباحث في مرض الصرع في مستشفى جامعة سانت آن: “يجب أن يكون TI علاجًا مفتوح المصدر”.

منذ وقت ليس ببعيد، قام هو وزملاؤه باختبار تقنية جديدة على الأشخاص المصابين بالصرع المقاوم للأدوية. اختبار تجريبي، تفاصيله يمكن العثور عليها في المجلة تحفيز الدماغأظهر أن تحفيز الحصين بتداخل الموجات الراديوية يمنع تدفقات نشاط الدماغ غير الطبيعي ويحسن النوم.

وسيلة قوية للتأثير

في TI، يتداخل شعاعان كهرومغناطيسيان عاليا التردد، مما يولد تذبذبات منخفضة التردد في المنطقة البؤرية بالضبط.

تقول ميلاني بولي، الباحثة في مرض الصرع في جامعة ويسكونسن ماديسون: “إنها طريقة قوية لفرض إيقاع على النشاط العصبي”.

يُنتج TI إحساسًا ضئيلًا أو معدومًا على فروة الرأس، مما يسمح باستخدامه أثناء النوم وفي الدراسات لإبقاء المشاركين غير مدركين لما إذا كانوا يتلقون تحفيزًا حقيقيًا أم علاجًا وهميًا. التكنولوجيا لا تتطلب معدات باهظة الثمن. يمكنك استهداف التأثير على منطقة معينة ببساطة عن طريق ضبط نسبة ترددات النبض.

يقول عالم الأعصاب والتر كوروشيتز، الذي كان حتى وقت قريب يرأس المعهد الوطني الأمريكي للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية: “تخيل أن لديك أداة يمكنك من خلالها فحص مناطق مختلفة من الدماغ بحثًا عن أمراض مختلفة – إنه أمر مدهش”.

يستخدم بعض الباحثين بالفعل تقنية TI لدراسة الأداء الطبيعي للهياكل العميقة. في عام 2023، عالم الأعصاب فريدهيلم هاميل من ETH زيوريخ أظهرأن التحفيز المميت يحسن القدرة على التعلم لدى كبار السن في مهمة النقر بالإصبع. أكدت التجربة البيانات المستمدة من التصوير العصبي والتجارب على الحيوانات – وأعطت سببًا للاعتقاد بأن TI يمكن أن يساعد في التعافي بعد السكتة الدماغية (لقد بدأت بالفعل تجربة عشوائية محكومة).

لا يمكن أن يحل محل زرع القطب الكهربائي

في البداية، كان هناك أمل في أن تحل تقنية TI محل التحفيز العميق للدماغ (DBS)، والذي يتطلب زرع أقطاب كهربائية. أصبح من الواضح الآن أنه من الصعب التغلب على فعالية DBS – ولكن بالنسبة لأولئك الذين لا يحصلون عليها، فإن الطريقة الجديدة ستكون جيدة.

لديها آفاق واعدة بشكل خاص في تصحيح اضطرابات النوم. بحث أظهر أن تحفيز TI للقشرة الجبهية البطنية الإنسية يمكن أن يعمق النوم، حيث أبلغ الأشخاص عن تحسن طويل الأمد في الحالة المزاجية والوظيفة الإدراكية. تحفيز المهاد، بدوره، يزيد عدد ما يسمى بمغازل النوم – المؤشرات الكهربائية للنوم العميق – أثناء النوم النهاري.

قد يساعد النهج الجديد لتحفيز هياكل الدماغ العميقة أيضًا في علاج الاضطرابات العقلية. اللوزة TI يجعل الأمر أسهل أعراض الاكتئاب الشديد جيدة مثل العلاج بالصدمات الكهربائية – وهي طريقة فعالة، ولكنها ليست ضارة.

تشجع هذه النتائج الباحثين على تطوير جهاز TI منزلي، مثل غطاء مزود بأقطاب كهربائية.

يساعد حتى مع التأمل

شيء آخر مثير للاهتمام يذاكر أظهر زيادة في استجابة نظام المكافأة في الدماغ أثناء التأمل نتيجة لتحفيز TI للمخطط البطني. ويمكن تطبيق هذا التأثير على علاج اضطراب ما بعد الصدمة، والذي يستفيد من برامج التأمل العلاجية، “لكن الناس يجدون صعوبة في إجبار أنفسهم على القيام بها”، كما يقول المؤلف المشارك مايكل تريدواي من جامعة إيموري.

كل من هاميل وجروسمان مقتنعان بأن TI يمكن أن يساعد الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر على البقاء عاقلين لفترة أطول.

يعترف هاميل: “ربما لن يوقف هذا العملية التنكسية”. “لكن من الممكن تعزيز الوظيفة الإدراكية ونأمل أن نجعل المرضى أكثر مقاومة للتدهور”.

قبل عامين فريقه اكتشفتأن تحفيز TI لمجمع الحصين-الأنفي يحسن التوجه المكاني. غروسمان وزملاؤه أظهريؤدي التعرض لـ TI إلى تحسين الأداء في بعض مهام الذاكرة.

التكنولوجيا واعدة حقًا بشكل لا يصدق، كما توافق هيلين مايبيرج، رائدة تقنية DBS في كلية إيكان للطب في ماونت سيناي. لكنه يتطلب المزيد من البحث: من الضروري الفهم الشامل للشبكات العصبية التي يتم توجيه النبضات إليها. وعلى الرغم من أن التهاب المفاصل الروماتويدي لا يتطلب إجراء عملية جراحية، إلا أنها ليست في عجلة من أمرها لتسمية هذه الطريقة بأنها غير جراحية: “نحن (نسبب تغييرات) في أعماق الدماغ”.