Разработан и испытан мозговой имплант для облегчения боли

Мозговой имплант, который определяет, когда человек испытывает боль, и реагирует на нее глубокой стимуляцией мозга, помог облегчить состояние людей с ранее неизлечимой хронической болью — один из участников даже смог впервые за много лет обнять свою жену.

Хроническая боль затрагивает до 20% людей в США, многие из которых практически не получают облегчения от традиционных методов лечения. Это может быть связано с тем, что она возникает из-за фундаментальных изменений в нейронных цепях мозга, которые сложно выявить и перестроить с помощью стандартной терапии, передает naukatv.ru.

Глубокая стимуляция мозга (DBS), предполагающая вживление микроэлектродов в мозговую ткань, показала многообещающие результаты, но они неоднозначны. Обычно в таких случаях прибегают к универсальному подходу, стимулируя одни и те же области мозга — хотя известно, что у разных людей боль возникает из-за различных нейронных цепей.

Выходом может быть персонализированная система лечения. Ее разработали и испытали в Калифорнийском университете в Сан-Франциско.

Шестеро его участников с ранее неизлечимой хронической болью прошли внутричерепную электроэнцефалографию, в ходе которой электроды в течение 10 дней записывали активность и стимулировали 14 участков их мозга.

У пятерых испытуемых удалось определить, на какие участки нужно воздействовать и какая частота стимуляции приносит наибольшее облегчение. Одному из этой пятерки терапия существенного снижения болевых ощущений не дала, но он отметил улучшение физических функций и смог впервые за долгие годы обнять свою жену, что было сочтено достаточно значимым результатом для перехода к следующему этапу испытаний.

Исследователи использовали машинное обучение, чтобы идентифицировать и отличать друг от друга электрическую активность, возникающую при сильной и слабой боли. Затем каждому участнику имплантировали постоянные электроды для DBS, персонализированные для мониторинга активности их мозга и подачи оптимальной стимуляции при выявлении боли, которые отключались во время сна.

После шести месяцев тонкой настройки каждое устройство было испытано в ходе эксперимента, в котором участники в течение трех месяцев получали либо реальную персонализированную стимуляцию, а затем в течение трех месяцев — фиктивную, либо наоборот, причем участники не знали, какой тип стимуляции они получают. Фиктивная стимуляция воздействовала на области за пределами целевого участка на очень низкой частоте, а оценка боли фиксировалась несколько раз в день на протяжении всего испытания.

В среднем реальная стимуляция снижала ежедневную интенсивность боли на 50% по сравнению с усилением боли на 11% при фиктивной стимуляции. Ежедневное количество шагов увеличилось на 18% во время реальной стимуляции по сравнению с 1% во время фиктивной. Участники также сообщали о меньшем количестве симптомов депрессии и отмечали, что боль меньше мешает их повседневной жизни во время реальной стимуляции. Эти преимущества сохранялись в течение последующего наблюдения длиной в 3,5 года.

«Это важное исследование, использующее новейшие инструменты», — оценил профессор Тим Денисон из Оксфордского университета.

Серьезный недостаток DBS — привыкание, из-за которого мозг адаптируется к постоянной стимуляции, и результативность снижается. По мнению Денисона, стойкие положительные эффекты новой методики обусловлены тем, что участники получали стимуляцию только при усилении боли, а не постоянно. Следующим шагом, по его словам, будет сравнение адаптивной и постоянной стимуляции для измерения различий в результатах.

Необходимость решения проблем стоимости и масштабируемости методики «мотивирует продолжение исследований в области менее инвазивных методов нейромодуляции», добавил Денисон.