Hvordan påvirke hjerneceller dypt nede i hjernen, uten å måtte åpne hodeskallen? (Foto: Shutterstock/NTB Scanpix)
Hvordan påvirke hjerneceller dypt nede i hjernen, uten å måtte åpne hodeskallen? (Foto: Shutterstock/NTB Scanpix)

Stimulerer nerveceller dypt nede i hjernen – uten kirurgi

Kan få konsekvenser for blant annet Parkinson-behandling i framtiden.

Publisert

Det kalles dyp hjernestimulering (DBS), og det brukes blant annet til å behandle Parkinson. Metoden er i bruk nå, men den krever at pasienten får operert inn elektroder i hjernen.

Disse elektrodene stimulerer produksjonen av dopamin, noe som kan hjelpe med skjelvinger og andre symptomer på Parkinsons. Denne metoden blir også brukt mot alvorlig depresjon i noen tilfeller, ifølge CNN.

En stor forskergruppe med MIT-forskere i spissen har testet ut en ny, eksperimentell metode for dyp hjernestimulering, men helt uten kirurgi.

Denne er fortsatt på utviklingsstadiet, og vi vet enda ikke om den kommer til å fungere, men de har vist hvordan det fungerer på mus.

Elektriske signaler

Ideen går ut på å sende elektriske signaler gjennom de øverste lagene i hjernen for å stimulere nevroner som sitter dypere ned.

Men hvordan er det mulig å ikke stimulere de øverste regionene i samme slengen?

Nevroner reagerer bare på elektriske felt med en viss lav frekvens, mens høyfrekvente signaler går tvers gjennom uten å påvirke noe særlig, ifølge artikkelen, som er publisert i tidsskriftet Cell.

Men flere signaler kan påvirke hverandre.

Forskerne prøvde å lage to høyfrekvente felt, ett på hver side av hjernen, men signalene var tilpasset og forskjøvet sånn at de vil skape samspill mellom de to feltene i et spesielt område som forskerne vil stimulere.

I akkurat dette området vil signalet bli lavfrekvent, slik at det påvirker nevronene. De høyfrekvente feltene påvirker ikke noen andre nevroner, i hvert fall i teorien.

Modell og mus

Forskerne lagde først en datamodell for å finne ut akkurat hva slags frekvenser de burde bruke, og hvordan interferensen ville fungere.

Dermed prøvde de å teste ut metoden på bedøvede mus for å se om de kunne påvirke nevroner dypt nede.

Ifølge artikkelen klarte de nettopp dette. Forskerne prøvde å stimulere forskjellige deler av hjernen, og de siktet seg blant annet inn på områder som styrer bevegelse.

De klarte å få den bedøvede musen til å bevege på både høyre og venstre øre, pote og værhår hver for seg. De stimulerte også noen nevroner i musens hippocampus, et område som blir assosiert med hukommelse.

Her brukes metoden til å stimulere et bestemt område i Hippocampus i hjernen til en mus. (Bilde: Nir Grossman, Ph.D., Suhasa B. Kodandaramaiah, Ph.D. and Andrii Rudenko, Ph.D)
Her brukes metoden til å stimulere et bestemt område i Hippocampus i hjernen til en mus. (Bilde: Nir Grossman, Ph.D., Suhasa B. Kodandaramaiah, Ph.D. and Andrii Rudenko, Ph.D)

Forskerne testet også om metoden kunne føre til noen form for skade. Et potensielt problem kan være temperaturøkning, og at de elektriske feltene varmer opp hjernen.

Dette viste seg å være minimalt, rundt 0,06 grader. De fant heller ikke noe tegn på at nevroner ble skadet, eller at feltene laget forstyrrende elektriske signaler som kunne føre til anfall.

Forskerne satser på å teste metoden på mennesker om ikke så lenge.

Styre med lys

Dette er ikke den eneste metoden for å påvirke hjerneceller uten kirurgi. En metode bruker laserlys for å styre hjerneceller, men dette krever mye forarbeid.

Det høres litt sprøtt ut, men forskeren Karl Deisseroth har jobbet med å sette inn noen spesielle proteiner i hjernecellene til rotter og mus.

Disse proteinene blir produsert av musens egne hjerneceller etter at et nytt gen har blitt satt inn ved hjelp av virus, og proteinene lager elektriske signaler når de blir utsatte for lys. Deisseroth hevder at han har klart å styre atferden til mus og rotter med laser i denne saken.

Referanse

Grossmann mfl: Noninvasive deep brain stimulation via delivery of temporally interfering electric fields. Cell, juni 2017. DOI: 10.1016/j.cell.2017.05.024. Sammendrag