Nöroloji

Ultrasonla Beyin Stimülasyonu: Nöroterapide Önemli Bir Atılım

Özet: Araştırmacılar, Desenli Düşük Yoğunluklu Düşük Frekanslı Ultrason (LILFUS) adı verilen çığır açıcı, invaziv olmayan bir beyin stimülasyon tekniğini tanıttı. Bu yenilikçi yöntem, belirli beyin bölgelerini hassas bir şekilde hedefleyebilir ve modüle edebilir; geleneksel manyetik, elektriksel ve cerrahi beyin stimülasyon yöntemlerine daha az riskle umut verici bir alternatif sunar.

LILFUS, astrositlerdeki mekanosensitif kalsiyum kanallarını aktive ederek nöral plastisiteyi etkiler ve gelişmiş motor beceriler ve çeşitli nörolojik bozukluklarda potansiyel tedavi uygulamaları için beyin fonksiyonunun kontrolünü sağlar. Bu ilerleme, nöroterapide önemli bir sıçramayı temsil ediyor; depresyon gibi durumları tedavi etme ve bilişsel işlevleri invaziv prosedürlere ihtiyaç duymadan geliştirme potansiyeline sahip.

Ana unsurlar:

  1. İnvazif Olmayan ve Hassas: LILFUS, mevcut beyin stimülasyon yöntemlerinin sınırlamalarını aşarak derin beyin dokularını yüksek hassasiyetle hedefleyebilir.
  2. Hareket mekanizması: Teknik, astrositlerdeki mekanosensitif kalsiyum kanallarının aktivasyonu yoluyla nöral plastisiteyi modüle ederek çalışır.
  3. Geniş Terapötik Potansiyel: İlk çalışmalar, LILFUS’un motor beceri öğrenimini geliştirebileceğini, felç ve motor bozukluklara yönelik rehabilitasyon terapilerinde geniş bir yelpazedeki nörolojik bozuklukları tedavi etme potansiyeline sahip uygulamaları önerebileceğini göstermektedir.

Kaynak: Temel Bilimler Enstitüsü

İnsan beyninin sinirsel esneklik olarak bilinen iç ve dış değişikliklere uyum sağlama yeteneği, çeşitli nörolojik bozuklukların yanı sıra hafıza ve öğrenme gibi bilişsel işlevlerin anlaşılmasının temelini oluşturur.

Temel Bilimler Enstitüsü (IBS) bünyesindeki Biliş ve Sosyallik Merkezi’nden Dr. PARK Joo Min liderliğindeki bir ekip tarafından yürütülen yeni araştırma, beyin bozukluklarının tedavi ortamını değiştirebilecek yeni bir tekniği ortaya çıkarıyor.

Bu bir beyin taramasını gösteriyor.
Daha fazla araştırma ile LILFUS, çeşitli beyin stimülasyon protokollerine uyarlanabilir ve duyusal bozukluklardan bilişsel bozukluklara kadar çeşitli durumlar için umut sunabilir. Kredi: Nörobilim Haberleri

Ekip, beyin fonksiyonunda uzun süreli değişikliklere neden olma konusunda muazzam bir potansiyele sahip olan, Desenli Düşük Yoğunluklu Düşük Frekanslı Ultrason (LILFUS) adı verilen, invaziv olmayan bir beyin stimülasyon yöntemi geliştirdi.

Geleneksel olarak, beyin fonksiyonunu modüle etmek için manyetik ve elektriksel beyin stimülasyon yöntemleri kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu yöntemler, uzaysal çözünürlüklerini ve penetrasyon derinliğini kısıtlayan doğal sınırlamalarla birlikte gelir ve bu da belirli beyin bölgelerini optimum etkinlikle tam olarak uyarmayı zorlaştırır.

Cerrahi prosedürler gerektirenler gibi daha invazif yöntemler, spesifik derin beyin stimülasyonu için üstün kontrol ve tedavi edici etkiler sergiler, ancak bunlar doku hasarı, iltihaplanma ve enfeksiyon gibi riskleri de beraberinde getirir. Bu kısıtlamalar, bu kısıtlamaların üstesinden gelebilecek ve beyin fonksiyonunun daha verimli ve hassas modülasyonunu sağlayabilecek alternatif yaklaşımlar arayışını ateşledi.

IBS tarafından açıklanan son çalışmada araştırmacılar, belirli beyin bölgelerinin hassas şekilde uyarılmasını sağlamak için ultrason kullandılar. Elektromanyetik dalgalardan farklı olarak ultrason, beyin dokularının derinliklerine nüfuz edebilme avantajına sahiptir.

Araştırmacılar, ultrason stimülasyonunun, anahtar moleküler yolların aktivasyonu yoluyla nöral plastisiteyi (beynin kendini yeniden yapılandırma yeteneği) modüle edebildiğini keşfetti. Spesifik olarak çalışma, ultrasonun, hücrelerin kalsiyumu alma ve nörotransmiterleri serbest bırakma yeteneğini kontrol eden astrositlerdeki mekanosensitif kalsiyum kanalları üzerindeki etkisini belirledi.

LILFUS, öğrenme ve hafıza süreçleri sırasında gözlemlenen teta (5 Hz) ve gama (30 Hz) salınımlarının beyin dalgası modellerini taklit eden spesifik ultrason parametrelerine dayanarak tasarlanmıştır.

Yeni araç, araştırmacıların belirli beyin bölgelerini isteğe bağlı olarak etkinleştirmesine veya devre dışı bırakmasına olanak tanıdı; ultrasonun aralıklı iletiminin uzun vadeli güçlenme etkilerini tetiklediği, sürekli modellerin ise uzun vadeli depresyon etkilerine yol açtığı bulundu.

Bu yeni teknolojinin en umut verici yönlerinden biri, yeni motor becerilerin kazanılmasını kolaylaştırma yeteneğidir. Araştırmacılar farelerin serebral motor korteksine ultrason stimülasyonu uyguladığında, motor beceri öğreniminde ve yiyecek alma becerisinde önemli gelişmeler gözlemlediler.

İlginç bir şekilde, araştırmacılar farelerin ön ayak tercihini bile değiştirebildiler. Bu, felç geçirenler ve motor bozukluğu olan bireyler için rehabilitasyon tedavilerinde potansiyel uygulamaları akla getirmektedir.

Bu araştırmanın sonuçları motor fonksiyonun çok ötesine uzanıyor. Değişen beyin uyarılabilirliği ve plastisitenin belirgin özellikler olduğu depresyon gibi durumların tedavisinde kullanılabilir.

Daha fazla araştırma ile LILFUS, çeşitli beyin stimülasyon protokollerine uyarlanabilir ve duyusal bozukluklardan bilişsel bozukluklara kadar çeşitli durumlar için umut sunabilir.

Dr. Park şunları ifade etti: “Bu çalışma yalnızca uzun süreli etkileri olan yeni ve güvenli bir sinirsel düzenleme teknolojisi geliştirmekle kalmadı, aynı zamanda beyin dalgası desenli ultrasonik sinirsel düzenlemede yer alan moleküler mekanizma değişikliklerini de ortaya çıkardı.”

Ayrıca, “Anormal beyin uyarımı ve inhibisyonu ile ilişkili beyin bozukluklarının tedavisi ve bilişsel işlevlerin geliştirilmesi için bu teknolojinin uygulanmasına yönelik takip çalışmalarına devam etmeyi planlıyoruz.”

Bu beyin uyarımı ve nöroteknoloji araştırma haberleri hakkında

Soyut

Desenli Ultrason Kaynaklı Beyin Dalgası Eğitimi Yoluyla Uzun Süre Kalıcı Plastisite Formları

Düşük yoğunluklu, düşük frekanslı ultrasonla uzun süreli nöronal modülasyonun sağlanması zordur. Burada, beyin sürüklenmesi ve fare motor korteksindeki nöronal plastisitenin modülasyonu için gama patlamaları ile teta patlamalı ultrason stimülasyonunu (TBUS) tasarladık.

Motorla uyarılmış potansiyellerdeki değişikliklerle kanıtlandığı gibi, iki tip TBUS’un (aralıklı ve sürekli TBUS), sırasıyla çift yönlü uzun vadeli güçlenme veya depresyon benzeri plastisiteye neden olduğunu gösterdik.

Bu etkiler, uzun vadeli esneklikle ilişkili moleküler yolaklara bağlıydı. N-metil-d-aspartat reseptörü ve beyinden türetilen nörotrofik faktör/tropomiyozin reseptörü kinaz B aktivasyonunun yanı sıra yeni protein sentezi.

Özellikle bestrofin-1 ve geçici reseptör potansiyeli ankirin 1, bu kalıcı etkilerde önemli roller oynar.

Üstelik TBUS’un ön eğitimi, daha önce tanımlanamayan motor becerilerin edinilmesini artırır. Çalışmamız, beyin fonksiyonunun noninvaziv ve sürekli modülasyonunu mümkün kılan ultrason nöromodülasyonu için umut verici bir protokolü ortaya koyuyor.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/ultrasound-brain-stimulation-neurotherapy-25653/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu