Подавление патологических осцилляций с помощью трансчерепного сфокусированного ультразвука при болезни Паркинсона

Почему это важно для людей с болезнью Паркинсона

Люди с болезнью Паркинсона часто сталкиваются с замедленностью движений, скованностью и тремором, которые существующие препараты и имплантаты мозга лишь частично облегчают. В этом исследовании проверяли, могут ли мягкие импульсы сфокусированного ультразвука, подаваемые извне черепа, угомонить аномальные ритмы мозга, связанные с этими симптомами, что указывает на возможное будущее лечение без необходимости операции на мозге.

Новый способ доступа к глубоким областям мозга

Болезнь Паркинсона меняет синхронность вспышек активности групп нейронов, особенно в глубоких структурах, которые контролируют движение. В этих областях тип ритма мозга, называемый бета-активностью, становится необычно сильным и связан с замедлением движений. Врачи уже могут облегчать симптомы, заменяя дофамин медикаментами или применяя глубокую стимуляцию мозга — хирургически имплантируемые электроды, подающие электрические импульсы. Однако операция инвазивна и подходит не всем. Сфокусированный ультразвук предлагает другой путь: звуковые волны направляют через череп к точным точкам внутри мозга без разрезов.

Проектирование аккуратного доказательного эксперимента

Исследователи работали с четырьмя мужчинами, у которых уже были электроды глубокой стимуляции в области, называемой субталамическим ядром. Это позволило команде записывать глубокие сигналы мозга во время тестирования ультразвука. С помощью снимков мозга и продвинутых методов картирования они определили связанный участок в соседней структуре — бледном шаре — как цель для ультразвука. Каждый участник прошёл два сеанса в разные дни. В один день ультразвуковые импульсы фокусировали на этом моторном узле. В другой день импульсы направляли в заполненное жидкостью пространство мозга в качестве активного контроля. Внутри каждого дня сеансы без ультразвука чередовались с сеансами с ультразвуком, и ни добровольцы, ни экзаменаторы не знали, какая из условий была активна.

Угомонение вредных ритмов и ускорение реакций

Когда ультразвук направляли на область управления движением и пульсировали с частотой 130 импульсов в секунду, аномальная бета-активность, зарегистрированная на соседнем глубоком электроды с той же стороны, в среднем снизилась примерно на десять процентов по сравнению с контрольным условием. У участников, у которых наблюдались два отдельные бета-пика, уменьшалась только низкочастотная часть, что согласуется с тем, какие пути вносят наибольший вклад в замедление движений. Снижение глубокой бета-активности тесно коррелировало с изменениями активности, измеренными на поверхности мозга в первичной моторной области с той же стороны, что указывает на влияние ультразвука на более широкую моторную сеть. Важно, что во время задания на принятие решения и реакцию, где участники оценивали движение точек на экране, их время реакции улучшалось почти на восемнадцать процентов при применении ультразвука к моторному узлу.

Исключение простых артефактов

Поскольку ультразвук может вызывать тонкие механические вибрации, команда тщательно проверяла, были ли наблюдаемые изменения сигналов реальными эффектами мозга, а не техническим шумом. В лабораторных экспериментах они облучали глубоко расположенный электрод, помещённый в гелевую модель, и тестировали разные паттерны импульсов. Медленные частоты пульса создавали явные механические артефакты в интересующем диапазоне частот, но быстрый паттерн, использованный в основном исследовании, таких артефактов не давал. Моделирование также показало, что любое нагревание ткани мозга оставалось в пределах принятых лимитов безопасности, а фокус ультразвука держали в нескольких миллиметрах от наконечников имплантированных электродов. Эти меры поддерживают вывод о том, что уменьшение мощности бета-ритма и ускорение реакций отражают подлинные изменения активности мозга.

Что это может значить для будущего лечения

Это небольшое раннее исследование показывает, что сфокусированный ультразвук, настроенный в соответствии с успешной электрической стимуляцией, может ослаблять вредные ритмы мозга, связанные с замедлением движений при болезни Паркинсона, и умеренно улучшать выполнение моторной задачи — при этом без хирургического вмешательства. Хотя в работе участвовали всего четыре человека и не было явных изменений в стандартных клинических шкалах, она представляет первое доказательство того, что неинвазивный ультразвук способен сдвинуть хорошо установленный патологический сигнал в том же полезном направлении, что и существующие терапии. При дальнейшем исследовании для уточнения параметров импульсов, понимания причин индивидуальной вариабельности откликов и проверки долгосрочных эффектов этот подход может стать частью нового набора инструментов для лечения болезни Паркинсона и, возможно, других расстройств мозга, вызванных аномальными ритмами.

Цитирование: Eraifej, J., Toth, J., Hanemaaijer, J. et al. Suppression of pathological oscillations with transcranial focused ultrasound in Parkinson’s disease. Nat Commun 17, 4471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70714-7

Ключевые слова: Болезнь Паркинсона, сфокусированный ультразвук, глубокая стимуляция мозга, ритмы мозга, модуляция нервной деятельности