Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе

Внедрение магнитной стимуляции в практику психиатрии стартовало в 1902 году, когда A. Pollacsek и B. Beer, два сверстника Фрейда, получили патент на метод лечения депрессий и неврозов с помощью электромагнитного прибора. Терапевтический эффект они объясняли способностью электромагнита оказывать целительное воздействие путём механического смещения участков головного мозга. Гипотеза о том, что магнитное поле способно наводить электрические токи в нервных тканях, не выдвигалась. Учёные располагая соленоид над головой пациента, даже сумели индуцировать эффект фосфенеза.

Современный этап исследований магнитной стимуляции начался в 1985 году, когда британец А. Баркер (A.Barker) впервые экспериментально продемонстрировал возможность мышечного сокращения, вызванного неинвазивным воздействием переменного магнитного поля на центральную нервную систему.

В 1987 году R. Bickford и M. Guidi впервые заявили о наблюдении кратковременных изменений настроения у пациентов в результате стимуляции двигательных областей коры головного мозга одиночными магнитными импульсами. Это сообщение подстегнуло интерес к исследованиям по влиянию деполяризующих магнитных полей на пациентов с различными неврологическими и психическими заболеваниями.

Первое контролируемое лечение депрессии с помощью ТМС провели M. George и E. Wassermann в 1995 году. А уже в 2008 году на основании исследования опубликованного в журнале Biological Psychiatry магнитная стимуляция была одобрена для лечения депрессии. Однако спустя всего два года FDA отозвало это разрешение, по результатам опубликованной в этом же журнале статьи-опровержения.

В 2018 году FDA транскраниальная магнитная стимуляция была вновь одобрена как метод лечения взрослых пациентов с обсессивно-компульсивными расстройствами, которым не помогло фармакологическое лечение антидепрессантами.

Сегодня ТМС ограниченно применяется в разных странах для экспериментального лечения шизофрении, обсессивно-компульсивных расстройств, депрессии, болезни Паркинсона, эпилепсии, амиотрофического латерального склероза, восстановления после травм спинного мозга, для реабилитации после инсульта.

Но данных клинических исследований пока недостаточно для окончательных выводов об эффективности ТМС при этих заболеваниях.

В Российской Федерации аппаратами ТМС оснащаются стационарные отделения медицинской реабилитации пациентов с нарушением функции центральной нервной системы, включая болезнь Альцгеймера и других заболеваний.

В основе работы стимулятора лежит эффект разряда высоковольтного конденсатора большой ёмкости на мощную электрическую катушку из медного провода. В момент разряда в катушке генерируется магнитный импульс до 4 Тесла, что в десятки тысяч раз мощнее магнитного поля Земли, которое составляет от10^—4 до 10^—5 Тл. Это поле индуцирует в близко расположенных тканях тела пациента ток, якобы вызывающий нервный импульс.

Какие области мозга, какая площадь или объём подвергается стимуляции? (рис. 21a). Этого учёные не уточняют. Как именно воздействует магнитное поле на нейроны? Тоже неважно. Рекомендации к применению основаны на экспериментах с мощностью магнитного импульса, его формой и типами индукторов.

Рисунок 21. ТМС. А – лечение, B – исследования.

ТМС можно использовать не только для лечения, но и исследовательских целях (рис. 21b). В этом случае фиксируются ответные реакции организма на магнитные стимуляции мозга. Это по сути своей неинвазивный аналог исследований Пенфилда, который изучал открытый мозг раздражая разные его участки электрическим током.

Электроцевтика

Техника становится всё круче: микро, нано, мощь вычислений, новые материалы (биосовместимая мягкая электроника), neural dust – сенсоры размером с песчинку и т. п. Успехи же фармакологии в лечении неврологических расстройств по признанию специалистов остаются кране скромными. При этом все понимают, что тенденция роста заболеваний нервной системы только усилится (старение населения, стрессы современного мира и пр.).

В этих условиях в 2016 году Google сделал ставку на биоэлектронную медицину. В двух словах: биоэлектронная медицина опирается на электрическое воздействие вместо химического. Мишень – главным образом нервные волокна. Таблетки и микстуры должны быть заменены на импланты и электронные стимуляторы. С этой целью дочернее предприятие Google и британский фармацевтический гигант GlaxoSmithKline учредили компанию, сумма сделки $715 млн.

Это знаковое событие – игра вышла на новый уровень. На наших глазах рождается новая стратегия, альтернативная фармакологии. Медицина будет меняться, но не только за счёт генной терапии, о чём любят писать. Она будет меняться путём перехода на новый язык диалога с организмом. Этот язык электрический.

Научившись напрямую взаимодействовать с нейронами, нам не придётся опосредованно воздействовать на организм химическими препаратами на молекулярном уровне.