Чи може фокусований ультразвук створити новий спосіб боротьби з болем? – Світ фізики

<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="Безопераційне знеболення Вінн Легон (ліворуч), Ендрю Строман та їх колеги першими продемонстрували, що сфокусований ультразвук низької інтенсивності може проникати глибоко в мозок, щоб полегшити як біль, так і реакцію організму на викликаний стресом. (З дозволу: Clayton Metz/Virginia Tech)”>

Знеболення зазвичай досягається за допомогою безрецептурних знеболюючих, таких як парацетамол або протизапальні препарати; більш сильний біль може вимагати опіоїдів, які можуть мати побічні ефекти та призвести до залежності. Дослідники з Virginia Tech досліджують інший підхід до лікування болю, який не використовує ліки взагалі, а натомість спрямований на певну точку в мозку за допомогою сфокусованого ультразвуку.

Острівець - це область мозку, пов'язана зі сприйняттям болю. Однак його розташування глибоко в складках кори головного мозку ускладнює доступ до нього. Сфокусований ультразвук низької інтенсивності (LIFU), при якому ультразвукові промені збираються в крихітну точку, може забезпечити спосіб неінвазивного націлювання на такі глибокі структури з високою просторовою роздільною здатністю.

У подвійному сліпому клінічному дослідженні під керівництвом Він Легон від Інститут біомедичних досліджень Фраліна при VTC, команда вивчила, чи може використання LIFU для нехірургічної зміни активності нейронів зменшити як сприйняття болю, так і реакцію організму на больові подразники, такі як зміни частоти серцевих скорочень.

«LIFU забезпечує високу просторову точність у поєднанні з можливістю фокусування на різній глибині», — пояснює Легон. «Таким чином, це забезпечує доступ до кількох важкодоступних ділянок мозку без операції. Він також має перевагу – як і всі опції на основі пристрою – не викликає звикання».

Легон і його колеги досліджували 23 здорових добровольців, використовуючи метод контактного теплового потенціалу (CHEP) для оцінки обробки болю. CHEP працює, доставляючи короткі теплові стимули до руки до рівня, який вважається помірно болючим (близько п’яти за шкалою реакції на біль від нуля до дев’яти). Тепловий подразник генерує хвилю CHEP, яку можна виміряти за допомогою електроенцефалографічного (ЕЕГ) електрода на шкірі голови.

Кожен учасник відвідав чотири сеанси, перше включало анатомічну МРТ і КТ, а також базові анкети. Під час інших трьох сеансів добровольців піддавали 40 стимулам CHEP (300 мс кожен) під час доставки LIFU (протягом 1 с) або на передню інсулу (AI), або на задню інсулу (PI), або інертну фіктивну дію.

Дослідники використовували ультразвуковий перетворювач, з’єднаний з головою за допомогою звичайного гелю, щоб забезпечити сфокусований ультразвук із міліметровою роздільною здатністю. Вони також використовували спеціальну з’єднувальну шайбу, розроблену з використанням сканування МРТ кожного індивіда, щоб розташувати фокусну точку точно на острівних цілях.

Основна мета дослідження, повідомляється в журн Болю, полягав у тому, щоб визначити, чи може LIFU до AI або PI пригнічувати біль, як оцінювали учасники під час кожного сеансу CHEP. Дослідники також використовували електрокардіографію (ЕКГ), щоб перевірити, як LIFU впливає на частоту серцевих скорочень і варіабельність серцевого ритму, і оцінили його вплив на форму хвилі CHEP.

Команда виявила, що LIFU як для штучного інтелекту, так і для інтелектуального інтелекту зменшує рейтинги болю. Усереднення відповідей на 40 стимулів CHEP для кожного суб’єкта призвело до середніх оцінок болю 3.03±1.42, 2.77±1.28 і 3.39±1.09 для AI, PI та фіктивного впливу відповідно. Різниця, що спостерігалася між PI та фіктивною стимуляцією, була статистично значущою, тоді як відмінності між AI та фіктивною стимуляцією або AI та PI не були.

Легон зазначає, що хоча це зменшення приблизно на три чверті бала на шкалі болю може здаватися досить малим, коли воно досягає повної точки, воно стає на межі клінічно значущого. «Це може істотно змінити якість життя або можливість впоратися з хронічним болем за допомогою безрецептурних ліків замість опіоїдів, що відпускаються за рецептом», — пояснює він у заяві для преси.

Щоб оцінити вплив LIFU на форму хвилі CHEP, дослідники виміряли амплітуду від піку до піку від першого великого негативного (N1) до першого великого позитивного (P1) відхилення на ЕЕГ. Амплітуди від піку до піку становили 23.35±11.58, 22.90±12.35 та 27.79±10.78 мВ для AI, PI та фіктивного впливу відповідно. Аналіз виявив суттєву різницю між фіктивним та штучним інтелектом, а також фіктивним та інфікованим, але не між штучним інтелектом та інтелектом.

Команда помітила, що доставка сфокусованого ультразвуку до штучного інтелекту або інтелектуального інтелекту вплинула на трасування CHEP різними способами. LIFU до PI впливав на попередні амплітуди ЕЕГ, тоді як LIFU до AI впливав на пізніші амплітуди ЕЕГ, маючи на увазі, що модуляція PI та AI викликає різні фізичні ефекти.

Легон розповідає Світ фізики що до цього дослідження не було можливості нехірургічним шляхом дослідити, як різні ділянки острівця сприяють відчуттю болю або як ноцицептивна (пов’язана з болем) інформація передається з однієї області в іншу. Однак міліметрова роздільна здатність LIFU дає змогу націлюватися на близько розташовані регіони для пошуку специфічних ефектів.

«Попередні інвазивні записи глибинних електродів продемонстрували, що ноцицептивна інформація передається в просторі та часі від PI до AI», — каже він. «Наші результати підсумували це неінвазивним шляхом, що є важливим відкриттям».

LIFU не впливав на середню частоту серцевих скорочень учасників під час стимулів CHEP. Проте дослідники помітили значну різницю у варіабельності серцевого ритму між фіктивним впливом та впливом ШІ. LIFU до штучного інтелекту збільшила варіабельність серцевого ритму, що пов’язано з кращим загальним здоров’ям.

Команда зараз вивчає доставку LIFU до різних областей мозку як потенційного знеболювального засобу. «Ми ще не знаємо, яке дозування є відповідним або які конкретні параметри можуть призвести до клінічно значущих результатів», — пояснює Легон. «Таким чином, ми починаємо тестувати LIFU для полегшення болю в популяціях хронічного болю. Ми також досліджуємо корисність LIFU для інших клінічних показань, таких як тривога та залежність».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain/