Может ли фокусированный ультразвук стать новым способом борьбы с болью? – Мир физики

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-caption="Безоперационное облегчение боли Винн Легон (слева), Эндрю Строман и его коллеги первыми продемонстрировали, что сфокусированный ультразвук низкой интенсивности может проникать глубоко в мозг, облегчая как боль, так и реакцию организма на возникающий стресс. (Фото любезно предоставлено: Клейтон Мец/Технологический институт штата Вирджиния)»>

Облегчение боли обычно достигается с помощью безрецептурных обезболивающих, таких как парацетамол или противовоспалительные препараты; более сильная боль может потребовать опиоидов, которые могут иметь побочные эффекты и привести к зависимости. Исследователи из Технологического института Вирджинии исследуют другой подход к обезболиванию, при котором вообще не используются лекарства, а вместо этого воздействуют на определенную точку мозга с помощью сфокусированного ультразвука.

Островок – это область мозга, связанная с восприятием боли. Однако его расположение глубоко в складках коры головного мозга затрудняет доступ. Фокусированный ультразвук низкой интенсивности (LIFU), при котором ультразвуковые лучи сходятся в крошечное пятно, может обеспечить способ неинвазивного воздействия на такие глубокие структуры с высоким пространственным разрешением.

В двойном слепом клиническом исследовании, проведенном под руководством Винн Легон из Институт биомедицинских исследований Фралина при ВТЦКоманда исследовала, может ли использование LIFU для нехирургического изменения активности нейронов уменьшить как восприятие боли, так и реакцию организма на болевой раздражитель, например, изменения частоты сердечных сокращений.

«LIFU обеспечивает высокую пространственную специфичность в сочетании с возможностью фокусироваться на различной глубине», — объясняет Легон. «Таким образом, это обеспечивает доступ к нескольким труднодоступным участкам мозга без хирургического вмешательства. У него также есть преимущество – как и у всех вариантов на базе устройств – отсутствие привыкания».

Легон и его коллеги изучили 23 здоровых добровольцев, используя метод контактного вызванного теплом потенциала (CHEP) для оценки обработки боли. CHEP работает путем кратковременного воздействия тепла на руку до уровня, который считается умеренно болезненным (около пяти по шкале болевой реакции от нуля до девяти). Тепловой стимул генерирует волну CHEP, которую можно измерить с помощью электрода электроэнцефалографии (ЭЭГ), расположенного на коже головы.

Каждый участник посетил четыре сеанса, первый из которых включал анатомическую МРТ и КТ, а также базовые анкеты. В трех других сеансах добровольцы подвергались 40 стимулам CHEP (по 300 мс каждый) во время доставки LIFU (в течение 1 с) либо на переднюю островковую долю (AI), либо на заднюю островковую долю (PI), либо при имитации инертного воздействия.

Исследователи использовали ультразвуковой датчик, прикрепленный к голове с помощью обычного геля, для подачи сфокусированного ультразвука с миллиметровым разрешением. Они также использовали специальную соединительную шайбу, разработанную с использованием МРТ-сканирований каждого человека, чтобы разместить фокусное пятно точно на островных мишенях.

Основная цель исследования, сообщается в журнале PAINЦелью исследования было определить, может ли LIFU к AI или PI подавлять боль, по оценке участников во время каждого сеанса CHEP. Исследователи также использовали электрокардиографию (ЭКГ), чтобы изучить, как LIFU влияет на частоту сердечных сокращений и вариабельность сердечного ритма, а также оценили его влияние на форму волны CHEP.

Команда обнаружила, что LIFU как для AI, так и для PI снижает оценку боли. Усреднение ответов на 40 стимулов CHEP для каждого субъекта привело к получению средней оценки боли 3.03 ± 1.42, 2.77 ± 1.28 и 3.39 ± 1.09 для AI, PI и имитации воздействия соответственно. Разница, наблюдаемая между ИП и имитацией стимуляции, была статистически значимой, тогда как различия между ИИ и имитацией или ИИ и ИП не были статистически значимыми.

Легон отмечает, что, хотя это снижение примерно на три четверти балла по шкале боли может показаться весьма незначительным, как только оно достигает полной точки, оно граничит с клинически значимым. «Это может существенно повлиять на качество жизни или на возможность управлять хронической болью с помощью лекарств, отпускаемых без рецепта, вместо опиоидов, отпускаемых по рецепту», — объясняет он в заявлении для прессы.

Чтобы оценить влияние LIFU на форму сигнала CHEP, исследователи измерили размах амплитуды от первого большого отрицательного (N1) до первого большого положительного (P1) отклонения на ЭЭГ. Амплитуда размаха составляла 23.35±11.58, 22.90±12.35 и 27.79±10.78 мВ для AI, PI и имитации воздействия соответственно. Анализ выявил значительную разницу между фикцией и ИИ, а также фикцией и ИП, но не между ИИ и ИП.

Команда заметила, что подача сфокусированного ультразвука на AI или PI по-разному влияла на трассировку CHEP. LIFU к PI влиял на более ранние амплитуды ЭЭГ, тогда как LIFU к AI влиял на более поздние амплитуды ЭЭГ, подразумевая, что модуляция PI и AI вызывает разные физические эффекты.

Легон рассказывает Мир физики что до этого исследования не было возможности нехирургическим путем исследовать, как различные области островковой доли способствуют возникновению боли или как ноцицептивная (связанная с болью) информация передается от одной области к другой. Однако миллиметровое разрешение LIFU позволяет целенаправленно нацеливаться на близко расположенные регионы для поиска конкретных эффектов.

«Предыдущие инвазивные записи с помощью глубинных электродов показали, что ноцицептивная информация передается в пространстве и времени от ПИ к ИИ», — говорит он. «Наши результаты подтвердили это неинвазивно, и это важный вывод».

LIFU не влиял на среднюю частоту сердечных сокращений участников во время стимулов CHEP. Однако исследователи увидели значительную разницу в вариабельности сердечного ритма между симуляцией и воздействием ИИ. LIFU к AI увеличило вариабельность сердечного ритма, что связано с улучшением общего состояния здоровья.

В настоящее время команда изучает доставку LIFU в различные области мозга в качестве потенциального обезболивающего средства. «Мы пока не знаем, какая дозировка является подходящей или какие конкретные параметры могут привести к клинически значимым результатам», — объясняет Легон. «Таким образом, мы начинаем тестировать LIFU на предмет облегчения боли у людей с хронической болью. Мы также изучаем возможность использования LIFU при других клинических показаниях, таких как тревога и зависимость».

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain/