Звон в ушах, мигрень, эпилепсия, депрессия, шизофрения, болезнь Альцгеймера — все это примеры заболеваний с неврологическими причинами, лечение и изучение которых все чаще проводится с помощью магнитной стимуляции мозга. Тем не менее, точный механизм метода пока еще полностью не изучен.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) является безболезненным, неинвазивным методом стимуляции для создания сильного магнитного поля.

Этот метод разрабатывался, чтобы активировать или тормозить определенные участки мозга. Даже при том, что число медицинского применения постоянно растет, точные нейронные механизмы действия ТМС еще не понятны. Это потому, что томография, такая как МРТ (функциональная магнитно-резонансная томография), не может записывать нейронную деятельность в миллисекундах. Более быстрые методы измерения, такие как ЭЭГ или МЭГ, страдают от магнитного поля, которые создают сильные помехи.

Высокое разрешение изображения TMС теперь впервые успешно прошло испытания на животных. Исследователи во главе с Dirk Jancke использовали чувствительные красители в клеточных мембранах, которые рассылают флуоресцентные световые сигналы, как только нейроны активируются или подавляются. Используя свет, исследователи избежали проблемы с измерением артефактов, возникающих в связи с магнитными полями.

«Теперь мы можем продемонстрировать в реальном времени, как один одиночный импульс TMС подавляет активность мозга на значительной области, скорее всего с помощью массовой активации ингибирования клеток мозга», — утверждает Jancke.

При более высоких частотах TMС каждый дополнительный импульс генерирует увеличение активности мозга.

«Это приводит к более высокой корковой активации», — объясняет Владислав Козырев, первый автор исследования.

Повышенная возбудимость нейронов может быть использована для осуществления конкретной реорганизации клеточных соединений с помощью направленного процесса обучения. Например, путем визуального обучения после TMС, способность идентифицировать изображения контуров улучшается. Кроме того, сочетание этих методов повышает контрастность восприятия у пациентов с амблиопией — расстройством зрения, приобретенного в процессе развития ребенка.

Для многих неврологических заболеваний головного мозга, таких как эпилепсия, депрессия и инсульт, были разработаны конкретные модели.

«При испытаниях на животных наша технология создала высокие пространственно-временные данные разрешения изображений корковых изменений активности», — говорит Dirk Jancke.