O echipă de cercetători de la University College London (UCL) şi Universitatea Oxford a dezvoltat un dispozitiv cu ultrasunete care permite stimularea precisă a unor zone profunde ale creierului, fără intervenţie chirurgicală. Această inovaţie deschide noi perspective pentru cercetarea neurologică şi pentru tratamentul unor afecţiuni precum boala Parkinson.
Stimularea profundă a creierului (DBS – deep brain stimulation) este în prezent utilizată pentru tratarea unor afecţiuni neurologice, însă necesită intervenţii chirurgicale invazive, care implică riscuri precum infecţii, sângerări sau complicaţii postoperatorii.
Tehnologia dezvoltată de echipa britanică utilizează stimularea transcraniană cu ultrasunete (TUS), o metodă neinvazivă care trimite vibraţii mecanice de frecvenţă înaltă, transmise delicat către creier, unde acestea influenţează modul în care neuronii (celulele responsabile de transmiterea semnalelor în creier) comunică între ei.
Problema majoră a sistemelor TUS existente a fost, până acum, dificultatea de a ajunge la structurile profunde ale creierului cu suficientă precizie, ceea ce limita eficienţa acestei abordări.
Noul dispozitiv rezolvă această provocare, fiind capabil să ţintească zone de aproximativ 1.000 de ori mai mici decât cele accesate de sistemele convenţionale şi de 30 de ori mai precis decât tehnologiile anterioare pentru stimulare profundă. Aparatul are 256 de elemente dispuse într-o cască specială, care direcţionează fascicule concentrate de ultrasunete către regiuni specifice ale creierului. O mască facială moale fixează capul pacientului, permiţând o direcţionare extrem de exactă a undelor.
Cercetătorii au testat dispozitivul pe şapte voluntari, vizând o zonă mică a talamusului, numită nucleul corpului geniculat lateral (LGN), implicat în procesarea informaţiilor vizuale.
În primul experiment, participanţii au privit un ecran luminos asemănător unei table de şah care clipea intermitent, în timp ce activitatea creierului era monitorizată prin rezonanţă magnetică funcţională (fRMN). În timpul stimulării cu ultrasunete, activitatea din cortexul vizual a crescut semnificativ, confirmând precizia direcţionării undelor către LGN.
Un al doilea experiment a arătat o scădere persistentă a activităţii în cortexul vizual timp de cel puţin 40 de minute după stimulare, indicând potenţialul sistemului de a produce efecte durabile asupra funcţiei cerebrale. Deşi voluntarii nu au raportat schimbări vizibile în percepţia lor vizuală, scanările cerebrale au evidenţiat modificări clare în activitatea neuronală.
„Această abordare deschide perspective remarcabile pentru studiul creierului şi pentru dezvoltarea tratamentelor clinice. Pentru prima dată, putem studia neinvaziv relaţiile cauzale din circuitele profunde ale creierului, care până acum erau accesibile doar prin intervenţii chirurgicale”, a declarat autor principal al studiului, profesorul Bradley Treeby, de la UCL Medical Physics and Biomedical Engineering, citat într-un comunicat.
Tehnologia ar putea schimba radical tratamentele pentru tulburări neurologice şi psihiatrice, precum boala Parkinson, depresia sau tremorul esenţial, prin capacitatea de a viza cu precizie circuite cerebrale implicate direct în aceste afecţiuni. Dispozitivul oferă o metodă sigură, reversibilă şi repetabilă, atât pentru înţelegerea funcţiilor cerebrale, cât şi pentru dezvoltarea unor terapii personalizate, potrivit echipei de la UCL.
Având în vedere potenţialul clinic, o parte dintre cercetători au fondat compania NeuroHarmonics, un spin-off al UCL, care lucrează la o versiune portabilă a sistemului. Scopul este de a face această tehnologie accesibilă pacienţilor şi medicilor, ca alternativă neinvazivă la stimularea cerebrală profundă efectuată în prezent doar chirurgical.
„Am proiectat sistemul astfel încât să fie compatibil cu scanările fRMN, ceea ce ne permite să monitorizăm efectele stimulării în timp real. Această abordare deschide drumul către terapii personalizate şi sisteme de neuromodulare cu feedback continuu”, a explicat dr. Eleanor Martin, primul autor al studiului.
Cercetătorii subliniază că sunt necesare studii suplimentare pentru a înţelege pe deplin mecanismele prin care ultrasunetele influenţează activitatea neuronală. Totuşi, aceste rezultate reprezintă un pas important către dezvoltarea unor tehnologii sigure şi eficiente de stimulare cerebrală, cu implicaţii majore pentru tratamentul bolilor neurologice.
„Acest dispozitiv reprezintă un progres major, permiţându-ne să accesăm prin metode neinvazive structuri cerebrale profunde, care până acum erau imposibil de atins fără intervenţii chirurgicale. Suntem deosebit de entuziasmaţi de potenţialul său în tratarea bolilor neurologice precum Parkinson, unde aceste regiuni sunt afectate în mod direct”, a concluzionat dr. Ioana Grigoras, de la Universitatea Oxford, coautoare a studiului, publicat pe 5 septembrie în revista Nature Communications.
Ce este TUS? Descoperă stimularea transcraniană cu ultrasunete, o metodă precisă şi sigură de interacţiune cu creierul. TUS este o tehnică de neuromodulare neinvazivă care utilizează ultrasunete focalizate pentru a ţinti şi influenţa zone specifice ale creierului. Această metodă poate creşte sau inhiba temporar activitatea neuronală, oferind perspective promiţătoare pentru tratarea unor afecţiuni precum depresia şi durerea cronică, dar şi pentru îmbunătăţirea funcţiilor cognitive. Credit Video: University of Plymouth.
Foto articol: Credit UCL, 5 septembrie 2025.
