A beültetett készülék - kicsit olyan, mint a pacemaker - elektromosan stimulálja a vagus ideget, miközben célzottan gátolja a nem kívánt idegaktivitást.

A krónikus gyulladás elleni vagus idegstimulációs kezelés formáit a magánipar már sikeresen tesztelte embereken azzal a szándékkal, hogy hozzáférhetővé tegye azokat a betegek számára. De a Georgia Institute of Technology kutatóinak innovációja gátló jelzéssel növeli a meglévő kezelések klinikai hatékonyságát és terápiás előnyeit.

„Olyan kilohertzes frekvenciájú elektródát használunk, amely blokkolja a nemkívánatos idegvezetést az idegtevékenységet stimuláló elektróda mellett” - mondja Robert Butera, a fővizsgáló, az Elektromos és Számítástechnikai Iskolában és az orvosbiológiai mérnöki tanszéken közösen kinevezett professzor. "A kettőt egymás mellé rendeztük, így a blokkoló elektróda arra kényszeríti a stimuláló elektróda stimulációját, hogy csak egy irányba menjen."

A kutatók újítása elméletileg viszonylag gyorsan megvalósítható a meglévő klinikai eszközök bővítésével. Eddig a patkányokon végzett tesztek nagyon biztató eredményeket hoztak, és ezeket úgy érték el, hogy nem tettek drasztikusabb intézkedéseket, amelyek más kísérletekben is figyelemre méltóak voltak az ilyen kezelés optimalizálása érdekében - például a vagotomiában, a vagus egy részének elvágásában.

„Az eredeti állatokon végzett tanulmányok a vagus ideg stimuláció gyulladáscsökkentő előnyeiről az idegtranszekciókhoz folyamodtak, hogy elérjék az irányított stimulációt, valamint fokozzák az idegstimuláció hatékonyságát. A vagusz vágása azonban klinikailag nem életképes, mivel az életfontosságú testi funkciók sokasága miatt figyeli és szabályozza.

„A mi megközelítésünk ugyanazt a terápiás előnyt nyújtja, de azonnal visszafordítható, ellenőrizhető és klinikailag megvalósítható is” - mondja Yogi Patel, a biomérnöki végzős hallgató, vezető kutató.

„Ezt virtuális vagotómiának hívjuk” - mondja Butera.

Patel, Butera és kollégái beszámolnak tanulmányuk eredményeiről a folyóiratban Tudományos jelentései.

Mi a vagus ideg?

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik ez az új bioelektronikai finomhangolás, kezdjük magával a vagus ideggel.

A gerincoszlopon kívül fekszik, és két részen lefelé halad a nyak elején mindkét oldalon. Könnyű elfelejteni, mert bár segít érezni néhány korlátozott érzést, például fájdalmat és meleget egy maroknyi belső szervből, ezek az érzések nem olyan nyilvánvalóak és gyakoriak, mint amikor kinyújtja a kezét, és megérint valamit.

Az önkéntes vagy szomatikus idegrendszered felelős az elérésért, a megérintésért és az érzésért, a vagus ideg pedig az akaratlan idegrendszeredhez tartozik - amelyet valójában autonóm idegrendszernek neveznek. Bár előfordulhat, hogy kevésbé tudatosan éli meg a hatásokat, nem élhetné túl a vándorlást.

"A vagus ideg hihetetlen mennyiségű információt közvetít a zsigeri szervek állapotáról és működéséről - az emésztőrendszerről, a szívről, a tüdőről, az elfogyasztott tápanyagokról - bármit, ami szükséges a homeosztázishoz (fiziológiai egyensúly)" - mondja Patel .

A vagus ideg az életvonal az agy létfontosságú funkciók irányító központjai és a zsigeri szervek között, folyamatosan üzeneteket továbbítva a hipotalamusz és a szervek között, hogy ellenőrizzék a pulzust és a légzést, a melléküregek kenését és az immunválasz korlátozását.

Hiperaktív immunválasz

Ez utóbbi az, ahol gyulladás lép fel, mert ez a szervezet természetes immunválaszának része. De amikor az immunrendszer hiperaktívvá válik, nemcsak a kórokozókat, hanem a nem fertőzött szöveteket is megtámadhatja, mint például olyan betegeknél, akik olyan betegségekben szenvednek, mint a reumatoid artritisz, az irritábilis bél szindróma vagy a Crohn -betegség. A gyógyszeres terápiák gyakran nem járnak jelentős előnyökkel.

Az autonóm (akaratlan) idegrendszer két része - a szimpatikus és a paraszimpatikus - erősen befolyásolja az immunrendszert. A vagus ideg a paraszimpatikushoz tartozik.

„Ez olyan, mint a libikóka rendszer. A szimpatikus idegrendszered segít beindítani az immunrendszert, és a paraszimpatikus idegrendszer mérsékli ” - mondja Patel.

Elektromos stimuláció: előnyök és hátrányok

A vagus ideg stimulálása támogatja ezt a temperáló hatást, de némileg fel is izgathatja az idegrendszer azon részét, amely stimulálja az immunválaszt, ami kontraproduktív, ha megnyugtatni szeretné.

„Minden áramkörnek van egy útja az agyból és egy az agyba, és amikor elektromos stimulációt végez, általában nincs hatalma arra, hogy melyiket kapja. Általában mindkettőt megkapja - mondja Patel. Ezek az utak gyakran ugyanabban az idegben vannak, amelyet stimulálnak.

Az agyat elhagyó és más szervek felé vezető út, amelyet efferens útnak neveznek, az az, amely stimulálja az immunrendszer temperálását és segít enyhíteni a krónikus gyulladásos állapotokat. Ha az agyba megy, az úgynevezett afferens út, ha stimulálják, végül a hipotalamuszhoz vezet, amely az agy közepén található borsó nagyságú régió. Ez hormonális válaszláncot indít el, végül citokineket szabadít fel, üzeneteket küldő molekulákat, amelyek elősegítik a gyulladást.

„Fokozott gyulladásos választ kap, ha stimulálja az afferens útvonalakat, amelyek aktívan közvetítenek információt a belső állapotáról, és szükség esetén kiváltják az immunrendszert” - mondja Patel. "És ha a beteg már hiperaktív immunállapotban van, akkor nem akarja ezt tovább erősíteni."

A lefelé irányuló (efferens) stimulálás, míg a felfelé irányuló (afferens) vagusideg -aktivitás blokkolása megtartja a jó hatást, miközben megakadályozza az esetleges rossz hatásokat. Az állatokat, akik ezt a kezelést kapták, a vérvizsgálatok kimutatták, hogy a gyulladás jelentősen csökkent. A legfontosabb, hogy ez a kezelés be- vagy kikapcsolható, és minden beteg igényeihez igazítható.

A Nemzeti Egészségügyi Intézetek és az Ian Barátai Alapítvány finanszírozta a munkát.

Forrás: Georgia Tech

Kapcsolódó könyvek:

at InnerSelf Market és Amazon