Proveržis medicinoje: mokslininkai išmoko „išjungti“ depresiją per akį

Seulo (Pietų Korėja) tyrėjai sukūrė unikalius kontaktinius lęšius, galinčius gydyti depresiją mikrosignalais per akies tinklainę. 

Naujoji technologija sėkmingai praėjo bandymus ir pademonstravo efektyvumą, prilygstantį žinomiems antidepresantams. Apie tai praneša earth.com.

Akys kaip kelias į smegenis

Norint efektyviai gydyti depresiją, būtina paveikti tiesiogiai smegenis, tačiau jas patikimai saugo natūralūs organizmo barjerai. 

Tabletės per kraujotaką plinta kelias dienas, implantams reikalinga operacija, o magnetinė stimuliacija ne visada užtikrina pakankamą tikslumą. Kiekvienas iš šių metodų turi savo ribotumus.

Seulo mokslininkai pasiūlė alternatyvų sprendimą, leidžiantį apeiti daugumą sunkumų – veikti per akį. Iki šiol kontaktiniai lęšiai niekada nebuvo taikomi smegenų sutrikimų terapijai.

Akies tinklainė formuojasi iš smegenų audinio dar organizmo vystymosi etape. Signalai, kuriuos ji perduoda, nervų takais keliauja per smegenų zonas, atsakingas už nuotaikos reguliavimą. 

Yonsei universiteto Seule medžiagotyrininkas Chan-Ung Park nusprendė išnaudoti šį tiesioginį biologinį ryšį. 

Tyrėjai nusprendė išsiaiškinti, ar ant ragenos uždėtas minkštas kontaktinis lęšis geba perduoti reikiamus signalus per akį, o ne per kaukolę ar galvos odą.

Kaip veikia technologija?

Metodo pagrindas – laikinė interferencija. Į lęšio konstrukciją buvo integruoti du elektrodai, kurių kiekvienas generuoja aukšto dažnio elektrinį signalą (į jį tinklainė atskirai nereaguoja). 

Tačiau šių signalų susikirtimo taške kyla lėtesnis kombinuotas ritmas, kurį ląstelės jau geba priimti. Taip sukuriamas distancinės stimuliacijos efektas.

Akies paviršius nepatiria jokio pastebimo poveikio, o aktyvumas atsiranda giliau – dviejų spindulių susikirtimo vietoje. 

Būtent šią sritį galima nukreipti į smegenų zonas, atsakingas už nuotaiką. Naujasis požiūris leidžia visiškai apeiti kaukolės barjerą.

Kad kontaktinis lęšis išliktų minkštas ir skaidrus, tyrėjai panaudojo itin plonus galio oksido elektrodus, padengtus platina. 

Ši konstrukcija visiškai praleidžia šviesą. Lęšio pagrindas pagamintas iš tokios pat lanksčios medžiagos, kaip ir įprasti minkšti kontaktiniai lęšiai.

Eksperimento detalės ir rezultatai

Mokslininkai padalijo peles į keturias grupes:

Kontrolinė grupė: sveikos pelės, negavusios jokio gydymo.

Serganti grupė: pelės, patyrusios ilgalaikį stresą (depresinė būsena), kurios nebuvo gydomos.

Lęšių grupė: pelės, kurioms kasdien po 30 minučių 3 savaites buvo taikoma terapija kontaktiniais lęšiais.

Vaistų grupė: pelės, gavusios fluoksetiną (veikliąją preparato „Prozac“ medžiagą).

Smegenų jungčių atkūrimas

Žinoma, kad depresija sutrikdo sąveiką tarp hipokampo ir prefrontalinės žievės – smegenų zonų, atsakingų už atmintį, emocinę būseną ir sprendimų priėmimą. Negydomų pelių smegenų aktyvumo įrašuose šis atotrūkis buvo aiškiai matomas. 

Tačiau pelių, gydytų lęšiais, sąveika tarp šių sričių atsikūrė – abiejų zonų aktyvumas vėl tapo sinchroniškas ir priartėjo prie sveikų pelių rodiklių. Terapija kontaktiniais lęšiais parodė ne prastesnius rezultatus nei fluoksetinas.

Organizmo chemijos pokyčiai

Stresą patyrusių ir negydytų pelių organizme buvo fiksuojamas aukštas kortikosterono (žmonių kortizolio analogo) lygis. Po tris savaites trukusio gydymo lęšiais šis rodiklis sumažėjo beveik dvigubai. 

Kartu beveik tiek pat išaugo serotonino – laimės hormono – lygis, o smegenyse sumažėjo uždegiminių molekulių kiekis.

Ką parodė mašininis mokymasis?

Norėdami objektyviai įvertinti pokyčius, tyrėjai pasitelkė dirbtinio intelekto modelį. Į sistemą buvo suvesti visi eksperimento duomenys, tačiau algoritmas nežinojo, kokį gydymą gavo kiekviena grupė. 

Kai sistema suklasifikavo gyvūnus tik pagal rodiklių panašumą, pelės po lęšių terapijos atsidūrė vienoje grupėje su sveikomis pelėmis, ir buvo visiškai atskirtos nuo negydytų pelių.

Technologijos perspektyvos

Šiuo metu nustatyta, kad minkštą kontaktinį lęšį pakanka nešioti vos 30 minučių per dieną. Jei technologija patvirtins savo efektyvumą su žmonėmis, ateityje gali atsirasti depresijos gydymo metodas be kasdienio tablečių vartojimo, reguliarių vizitų klinikose ar operacijų.

Šiuo metu komanda kuria belaidę lęšio versiją ir ruošiasi saugumo bandymams su didesniais gyvūnais prieš pradedant klinikinius tyrimus su žmonėmis.

Pabaigai: Straipsnyje taip pat minima, kad dirbtinis intelektas gali padėti gydytojams nustatyti vaikų ADHD (Dėmesio trūkumo ir hiperaktyvumo sutrikimo) riziką dar gerokai prieš pasirodant akivaizdiems simptomams, išanalizavęs daugiau nei 140 tūkst. vaikų ligos istorijas nuo pat jų gimimo.