Hullámok a koponyán kívülről

Az emberi életet leginkább megnehezítő, és okozatukat tekintve a legrejtélyesebb betegségek forrása az agy. Az orvoslásban ezért nagy reménységek fűződnek az agy működését befolyásolni képes beavatkozásokhoz. A gyógyszeres kezelések hatalmas előrelépést jelentettek annak idején, napjainkban azonban az agy működését fizikai úton befolyásoló módszerek kerültek a figyelem középpontjába. Az agyba ültethető elektródák már több pszichiátriai zavar kezelésében bizonyultak hatásosnak, azonban invazívak, komoly műtéti beavatkozást igényelnek, így a kutatók igyekeznek nem invazív, ám hasonlóan hatásos alternatívákat találni.

Elektromágnesesség a gyógyulás szolgálatában

Persze ez a törekvés egyáltalán nem új, hiszen régóta nyilvánvaló, hogy a különféle viselkedéses és mentális problémákat az agy működésének zavarai okozzák. Az idegrendszer működésére ható első nem invazív fizikai módszer talán az elektrokonvulzív terápia volt. A módszert egy magyar pszichiáter munkája ihlette, Meduna László 1934-ben kámfor segítségével idézett elő rohamokat szkizofrén betegeknél, annak reményében, hogy így meggyógyíthatja pszichózisukat. Néhány évvel később, született meg az elektrokonvulzív terápia, amikor Ugo Cerletti és Lucio Bini 1938-ban először váltott ki rohamokat elektromos áram segítségével pszichotikus betegekben. Az idők során a módszer megítélése meglehetősen negatívvá vált, amiben tagadhatatlan szerepe volt a szakemberek hanyagságának és esetenként akár embertelenségének is, ami a közvéleményt átlökte annak a bizonyos lónak a túloldalára.

Egy páciens elektrokonvulzív terápián vesz részt (Forrás: independent.co.uk).

Az eljárást ettől függetlenül azóta is használják, és időközben kiderült, hogy főképp a hangulatzavarok, azok közül is a major depresszió kezelésében a leghatékonyabb. Manapság végső megoldásként tekintenek rá, azokban az esetekben alkalmazzák, amikor már minden más módszer kudarcot vallott. Az elektrokonvulzív terápia során a fejre helyezett elektródákon átfolyó elektromos áram segítségével ingerlik az agyat, ami eszméletvesztéssel és intenzív izomösszehúzódásokkal jár. Ez utóbbit izomlazítók segítségével küszöbölik ki, hiszen akár csontokat is törhet. Az izomlazítók hatására erős izomláz alakul ki a kezelést követően, emellett maga a beavatkozás általában zavarodottságot és emlékezetkiesést okoz. Az elektromos áram agyra gyakorolt hatása elvileg az ingerlési pontok megválasztásával kontrollálható valamelyest, ám így is durva módszernek tekinthető. Egyelőre a hatásmechanizmusa is rejtély, annyi biztos, hogy az elektrokonvulzív terápia a depressziós betegek felénél hatásos, ám a betegek fele a beavatkozást követő egy éven belül visszaesik.

Az elektrokonvulzív terápiánál már egy fokkal finomabb módszer a transzkraniális mágneses ingerlés, aminek orvosi alkalmazását 2008-ban engedélyezték az Amerikai Egyesült Államokban. Ez sem igényel műtéti beavatkozást, hanem a koponyán keresztül hat az agyműködésre, erre utal a transzkraniális kifejezés. A módszer lényege, hogy a fejre helyezett mágneses tekercs által hoznak létre mágneses teret, ami a tekercs közelében lévő agykérgi területen befolyásolja a töltött részecskék mozgását, és így végső soron az adott agyterületen lévő idegsejtek működését is. Noha a hangulatzavarok kezelésében a hatékonysága elmarad az elektrokonvulzív terápiához képest, úgy tűnik, hogy a rögeszmés-kényszeres zavar és pánikzavar kezelésében is használható, sőt neurológiai zavarok (pl. Alzheimer-kór, szklerózis multiplex, traumatikus agysérülés) esetében is hasznos lehet, ráadásul a mellékhatásai is enyhék és csak ritkán lépnek fel.

A transzkraniális mágneses ingerléshez használt eszköz (Forrás: wikipedia.org).

Ultrahang a koponyán keresztül

A nem invazív agyműködést befolyásoló beavatkozások legújabb képviselője a a transzkraniális ultrahangos ingerlés lehet. Az elnevezésből már sejthető, hogy itt is a koponyán kívülről érkezik az agyműködést befolyásoló hatás, ami azonban nem elektromágneses természetű, hanem mechanikai hullám, pontosabban ultrahang. Egy sor vizsgálat támasztja alá, hogy az ultrahang is hat az idegrendszerre. Már az 50-es években kimutatták, hogy az ultrahang befolyásolja a macskák agykérgi idegsejtjeinek tevékenységét, valamivel később pedig a kutatók patkányok agyának mozgató területeit célozva különféle mozgásokat váltottak ki a kísérleti állatokból. Nemrég pedig makákók tekintetét sikerült befolyásolni az agy szemmozgásokat vezénylő területének ultrahangos ingerlésével. Az ultrahang fókuszálható, így ezzel is körülhatárolható az ingerelni kívánt agyterület, ráadásul nem csupán az agykéreg, hanem mélyebb struktúrák is elérhetők általa.

Az ultrahangos ingerlés hatásmechanizmusa azonban még rejtélyesebb, mint az eddig említett módszereké. Néhányan úgy gondolják, hogy az ultrahang csak a hallórendszer befolyásolása révén hathat az idegrendszerre, mások az erek kitágításával magyarázzák ezt, azonban a közelmúltban végzett vizsgálatok nem támogatják ezeket az elképzeléseket. A legújabb eredmények szerint az ultrahang az idegsejtek membránjában lévő ioncsatornák nyitása vagy zárása révén fejti ki hatását. Ez jó hír, mert így elképzelhető, hogy egy bizonyos ioncsatornára mindig ugyanúgy hat, így pedig feltérképezhető, majd jósolható lesz milyen hatást fejthet ki az idegrendszer egy-egy pontjának ultrahangos ingerlése.

A módszer azonban nem feltétlenül veszélytelen. Egy 2015-ben publikált tanulmány szerint a többszöri, nagy energiájú ultrahangos ingerlésnek kitett bárányagyakban a kisebb kapillárisok roncsolására és szöveti buborékképződésre utaló elváltozásokat figyeltek meg. Egy friss tanulmány azonban bíztató eredményeket hozott a módszer biztonságával kapcsolatban. A kutatók epilepsziás betegek segítségével vizsgálták az ultrahangos ingerlés agyszövetre gyakorolt hatását. A betegek mind az epileptikus góc, a rohamokat okozó terület eltávolítása előtt álltak, a kutatók pedig erre a részre fókuszálták az ultrahangot. A terület eltávolítása után a szövettani vizsgálatok nem mutattak elváltozást, ami arra utal, hogy a megfelelő beállításokkal biztonságosan használható a módszer.

Néhány új vizsgálat alapján pedig nem túlzás azt állítani, hogy a transzkraniális ultrahangos ingerlés akár korunk szenzációja is lehet. Néhány hónapja egy kutatócsoport arról számolt be, hogy az ultrahangos ingerlés segítségével jelentősen sikerült megnövelni a kísérletük résztvevőinek fájdalomküszöbét. A krónikus fájdalom gyakorisága és kellemetlensége miatt egy biztonságos és hatékony fájdalomcsillapító eljárás kifejlesztése jelentős orvostudományi áttörés lenne. Egy másik tanulmányban arról számoltak be, hogy kóma közeli állapotból sikerült ultrahangos ingerléssel felébreszteni három beteget. Ez az eredmény elképesztő, épp emiatt érdemes még várni, amíg független laborok is megerősítik, ám ha ez megtörténik ez a jelenség is átformálhatja a modern orvoslást. Végül arra is érdemes kitérni, hogy jelenleg több kutatócsoport is azon dolgozik, hogy ultrahang segítségével juttasson különböző gyógyszereket az agyba. Normálisan a vér-agy gát miatt csak kevés vegyület képes a véráramból az agyba jutni, ami jelentősen limitálja az orvosok lehetőségeit, ez a módszer azonban azzal kecsegtet, hogy bármilyen gyógyszert bejuttathat a vérből az agyba.

Transzkraniális ultrahangos ingerlés a gyakorlatban (Forrás: Servick, 2020 – Science).

A transzkraniális ultrahangos ingerlés lehet tehát a legújabb az agy működését műtéti beavatkozás nélkül befolyásolni képes technológiák sorában. Mivel az ultrahang fókuszálható, a módszer pontosabb beavatkozást tesz lehetővé, mint az elektromos, vagy mágneses ingerlési módok, így idővel talán hatékonyabb terápiás eszközzé válhat, mint elődei. Jelenleg még nagy kérdés, hogy pontosan hogyan fejti ki hatását, az azonban egészen biztos, hogy valahogyan képes befolyásolni az idegsejtek működését, és a gyakorlatias szakértők szerint ez már éppen elég ahhoz, hogy érdemes legyen kísérletezni vele. Úgy tűnik, hogy nagy lehetőségek rejlenek a transzkraniális ultrahangos ingerlésben, úgyhogy nem árthat figyelemmel követni a módszer fejlődését.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2020/31. számában jelent meg.

Forrás:

https://science.sciencemag.org/content/368/6498/1408?rss=1