טיפול חדשני באפילפסיה ובעיוורון
חדשות טובות ממעבדות הטכניון: טיפול חדשני לאפילפסיה ועיוורון בעזרת גירוי מלאכותי של המוח על ידי גלי אולטרה סאונד. מה ידוע לנו על הפיתוח והטיפולים שהוא מציע?
חדשות טובות ממעבדות הטכניון: טיפול חדשני לאפילפסיה ועיוורון בעזרת גירוי מלאכותי של המוח על ידי גלי אולטרה סאונד. מה ידוע לנו על הפיתוח והטיפולים שהוא מציע?
טיפול באפילפסיה ועיוורון על ידי גלי אולטרה סאונד
פרופ' איתן קימל ושי שהם מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית ומכון ראסל ברי למחקר בננו-טכנולוגיה, בחנו את יכולתו של מודל תאורטי שפרופסור קימל הציע כבר לפני שלוש שנים – לנבא תוצאות של סדרת ניסויים בגירוי מוחי בעזרת אולטרה סאונד.
העוסקים בחקר המוח והטיפול בו שואפים כבר שנים רבות ליצור דרך מדויקת אך לא פולשנית להגיע דרך הגולגולת לאזורי מטרה במעמקי המוח ולהשפיע על פעילותו. זו הסיבה להתלהבות הגוברת בקהילה המדעית מההצלחות האחרונות של מספר קבוצות מחקר בעולם לגרות פעילות עצבית חשמלית בתָּאֵי עָצָב (נוירונים, התאים במוח, בחוט השדרה ובעצבים המְתקשרים זה עם זה בפוּלסים חשמליים המכונים "פוטנציאל פעולה") באמצעות אלומות אולטרה סאונד ממוקדות בעצמה לא גבוהה.
בעוד שמספר המחקרים שמראים שהשיטה עובדת וניתנת ליישום עולה במהירות, מנגנון הגירוי נותר מסתורי. המחקר החדש של פרופ' איתן קימל ושי שהם והדוקטורנט מיכאל (מישה) פלקסין, מציע הסבר מדעי לתופעה ועשוי לקדם את היכולת להתערב בפעילות המוח באופן לא פולשני באמצעות אולטרה סאונד, ולהוביל לפיתוח טיפולים רפואיים חדשים. הממצאים פורסמו בכתב העת המדעי ב- Physical Review X."העבודה הנוכחית מתבססת על מודל תאורטי שהצעתי לפני שלוש שנים כהסבר חדש ומהפכני להשפעה של גלי אולטרה סאונד על תאים מכל סוג שהוא בגוף החי", אומר פרופ' קימל. "המודל התמקד בקרום התא (cellular membrane) - המעטפת המקיפה את התא. המולקולות המרכיבות את הקרום מסודרות בשתי שכבות שביניהן רווח. על פי המודל, כאשר גל אולטרה סאונד פוגע בתא, שתי השכבות של קרום התא מתרחקות, נמתחות ומתחילות לרטוט (בדומה לרטט מיתרי הקול כשאוויר עובר בגרון). המחקר החדש בחן מה קורה בזמן הרטט להתנהגות החשמלית של התאים (קרום התא מהווה גם קַבָּל האוגר מִטען חשמלי)".
חוקרי הטכניון הראו שכאשר השכבות רוטטות, תנועת המטען החשמלי יוצרת זרם חילופין המוביל בעקיפין גם להצטברות מִטען. ככל שמתמשך הרטט נצבר יותר מטען בקרום, ובסופו של דבר מצטבר מספיק מטען ליצירת פוטנציאל פעולה ועירור חשמלי של תאי העצב.כדי לבדוק את המודל, בחן הצוות הטכניוני את יכולתו לנבא תוצאות של סדרת ניסויים בגירוי מוחי בעזרת אולטרסאונד. לדברי פרופ' שהם, "נמצאה התאמה גבוהה מאוד בין התחזיות שלנו לבין תצפיות משוכללות שבוצעו לאחרונה על ידי חוקרים באוניברסיטת סטנפורד. יש לכך בעצם משמעות כפולה, פיתחנו את התאוריה הראשונה בעלת יכולת ניבוי לגירוי עצבי באמצעות אולטרה סאונד, ובאופן עקיף חיזקנו את המודל התאורטי מלפני שלוש שנים".
לסיכום
הבנה חדשה זו עשויה להוביל לפיתוחים רפואיים חדשים ומשמעותיים. מדענים ורופאים יוכלו להשתמש בגלי אולטרה סאונד לחקר המבנה הפנימי של המוח באופן לא פולשני, כמידע משלים לסריקת MRI, ואולי אף לטיפול בהתקפים אפילפטיים. פרופ' שהם כבר החל לבחון דרכים לגירוי תאים ברשתית באמצעות אולטרה סאונד – טכניקה שעשויה לאפשר יצירת תמונות וראייה ללא אור. "יש כאן פוטנציאל נרחב ליישומים נוספים, שמתבססים על הבנת מנגנון הפעולה", אומרים החוקרים.
מאת: מערכת אינפומד