Нейростимулятор, что это?

Нейростимулятор, что это?

В электричестве есть что-то неуловимо притягательное. Может быть, его эфемерная натура в совокупности с катастрофической мощью — сочетание, так напоминающее волшебство — во все времена будит в людях поистине детское любопытство? Интерес, не омрачённый страхом.

Двести лет назад обыватели выстраивались в очередь, чтобы «получить» разряд лейденской банки. Столетием позже с одинаковым удовольствием глазели на опыты Теслы и «безболезненно и гуманно» поджаривающихся на электрическом стуле несчастных. И, конечно, всегда пытались электричеством врачевать, полагая, что «волшебство» в малых дозах скажется непременно благотворно.

Но вот настал век цифровой, век (почти) всеобщей грамотности, и — кто бы мог подумать? — старая болячка проявила себя вновь. Прикладывая электроды к головам, энтузиасты пытаются влиять на процесс мышления, стимулировать усвоение знаний, корректировать настроение. И желающих снова хоть отбавляй…

Хотя эффект воздействия слабых электрических токов на головной мозг человека и других живых существ до конца не изучен (и будет ли когда-то вообще?), он несомненно существует и так же несомненно оказывает влияние на психофизическое состояние подопытного. Идея эта старая и очевидная: поскольку мозг сам генерирует электричество (электроэнцефалографию изобрели почти сто лет назад), то, вероятно, изменив напряжение на разных его участках, можно повлиять и на его работу.

Вскрывать черепную коробку нет необходимости. Достаточно приложить электроды к нужным участкам кожи головы (обычно их смачивают, чтобы контакт был лучше), подключить к внешнему источнику электрического напряжения — и сквозь кожу, кости, мышцы и собственно мозг потечёт электрический ток. На Западе это называют транскраниальной (букв. «чересчерепной») стимуляцией постоянным током (tDCS), в отечественной науке закрепился термин «микрополяризация», предложенный командой Натальи Петровны Бехтеревой.

Как ни назови, сообщения из лабораторий, посвящённые tDCS, мелькают в научной прессе регулярно — и, чтобы далеко не ходить, вот одно из последних. Группа психологов из Университета Вандербильта (США) продемонстрировала, как, пропуская слабый электрический ток через передние доли коры головного мозга, можно влиять на обучаемость. На подопытных цепляли пару электродов, подавали напряжение и изучали, как сила и направление тока, возникающего в участке коры, предположительно отвечающем за реакцию человека на ошибки, меняют скорость решения задачи, предполагающей совершение множества ошибок (установление соответствия между клавишами манипулятора и цветом на экране).

Вывод? Электричество может сделать человека более осторожным, реже ошибающимся, легче адаптирующимся к новым ситуациям. И пусть положительный эффект измеряется лишь единицами процентов, он якобы значительней, чем достигаемый психотерапевтическими методами или фармацевтикой.

Понятно, разные исследователи изучают различные аспекты tDCS, но выводы их в целом схожи: пропуская строго дозированные, ориентированные, позиционированные токи через головной мозг, возможно влиять на психофизическое состояние человека. Стоит ли удивляться, что из научных кругов идея быстро просочилась в массы? Тут ещё здорово подсобили предприниматели новой волны, активно разрабатывающие сейчас ниву «мыслесчитывающих шлемов» — компьютерных манипуляторов, позволяющих управлять виртуальными объектами усилием мысли (суть: уловить изменения мозговых электрических ритмов и преобразовать их в движение компьютерного курсора или даже нажатия клавиш; см., например, продукты компании NeuroSky).

Вот параллельно с ними и сформировалась полукустарная индустрия домашней «электротерапии мозгов». Если даже серьёзные учёные рассматривают транскраниальную электростимуляцию в качестве возможной замены химическим методам, грех не попробовать самому, верно? Да ведь и токи ерундовые, и техника несложна. Вот так этот кошмар и начался.

Перечислять здесь всех, кто подвизался на поприще «домашней tDCS», опять-таки нет смысла. Достаточно рассмотреть кого-нибудь одного; все прочие занимаются тем же самым, плюс-минус поправки в формулировках. Типичный пример — канадская контора Mind Alive, предлагающая несколько приборов для транскраниальной электростимуляции в домашних условиях (CESta, OASIS II). На сайте компании висит честное предупреждение, что её приборы не считаются медицинскими и никакой регулирующий орган официальной медицины не признал за ними способность избавлять человека от каких-либо болячек. Зато они якобы совершенно безопасны.

Выдавая запрограммированные потоки слабых электрических импульсов на множество точек черепа, они, как обещается, приносят расслабление, поднимают настроение. И стоят всего-то несколько сот баксов. Кстати, эта колонка иллюстрирована рекламными проспектами другой похожей компании, Foc.us, предлагающей tDCS-аппараты для дома ещё дешевле.

Но даже тратиться не обязательно. Домашний аналог той же вандербильтовской установки можно собрать вообще за копейки! Главное — знать электрические параметры и точки размещения электродов, а этими знаниями любители tDCS всегда готовы поделиться. 9-вольтовая батарейка, набор проводов и мягких контактов, простецкая вики-инструкция — и вот вам «улучшенные способности к счёту, быстрое усвоение новых знаний, повышенная креативность, более крепкая память, лучшие результаты в компьютерных играх» и даже «излечение от депрессии, невнимательности, табачной зависимости».

Любители такого рода экспериментов называют себя биохакерами — и тут они в общем точны: они практикуют именно хакерский — бессистемный, с изучением основ по ходу дела — метод исследований. В лучшем случае — на сертифицированном оборудовании, правдами и неправдами добытом на просторах Сети (многие ухитряются приобрести списанные медицинские приборы). В худшем — собирают всё сами.

Так в чём проблема? Токи малые, опыты безопасны. Самые тяжёлые из зафиксированных побочных эффектов ограничены жжением кожи, «вспышками» света да головной болью. Пусть желающие кипятят себе мозги, зарабатывают премию Дарвина! И всё-таки специалисты наблюдают за происходящим с нарастающим беспокойством. Они видят минимум две опасности.

Во-первых, любителями tDCS отсутствие доказательства (возможности негативных последствий) бездумно принимается за доказательство отсутствия (тех самых последствий). Никогда ещё опыты по транскраниальной электростимуляции не проводились с таким размахом: ведь сегодня на свой страх и риск ими занимаются десятки, может быть, сотни тысяч! И с этим связана проблема номер два: в домашних условиях контролировать параметры tDCS так же точно, как в лабораториях, естественно, невозможно. Как это влияет на риск, понятно без объяснений.

Конечно, вряд ли у «транскраниальных кустарей» будут зелёные дети. Но специалисты предлагают смотреть на ситуацию под другим углом: цена последствий (если они однажды проявятся) здесь точно выше цены (копеечной) аппаратуры. А это как минимум означает, что последствия будут массовыми, коснутся огромного числа людей. То, что минздравы до любителей tDCS и производителей сомнительной аппаратуры ещё не добрались, означает только, что они пока идут «ниже радаров».

Но популярность транскраниальной электростимуляции растёт. Не сегодня завтра на неё обратят внимание «народные целители», все эти малышевы и малаховы. И когда ваши родители, ваши бабушки с дедушками натянут на головы электродные сетки, вы будете знать, что час пробил.

Основная статья:Нейростимуляторы

Решаемые задачи

Подавление болевого синдрома

Метод нейростимуляции на 2017 год считается наиболее эффективным способом подавления хронического болевого синдрома. Боль — это всего лишь сигнал, который передается по нервам от проблемного участка в мозг. Боль — это всего лишь информация для мозга о том, что в организме есть неисправность и ее надо устранить. Но эта «всего лишь информация» может сделать жизнь человека невыносимой, особенно если речь идет о хронической боли.

Нейростимуляторы по форме напоминают кардиостимуляторы: металлический корпус имплантируется под кожу, а электроды вводятся в головной или спинной мозг. Этот маленький прибор имплантируется под кожу в районе поясницы и через электроды посылает слабые электрические сигналы в спинной мозг. Эти сигналы перехватывают болевые импульсы и человек вместо боли ощущает приятное щекотание.

Спинальная нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга. Вся система внешне не видна, так как находится под кожей и не стесняет движений пациента. Перед постановкой постоянной нейростимулирующей системы обязательно проводится тестовая стимуляция, при которой врач и сам пациент могут убедиться в эффективности стимуляции с помощью наружного тестового электрода. Если на этом этапе достигнут положительный эффект, то имплантируется нейростимулятор.

2018: Мозговой имплантат направил автомобиль в толпу людей

В апреле 2018 года издание The Conversation выпустило статью, авторы которой задают вопрос, можно ли обвинить в преступлении человека, чьи незаконные действия совершены под действием нейростимулятора.

В 2018 году все чаще находит применение глубокая стимуляция головного мозга — процедура, при которой имплантат посылает электрические импульсы нейронам-мишеням для изменения их активности. Эти мозговые имплантаты предназначены для лечения нейронной дисфункции, однако могут оказывать нежелательное воздействие на восприятие и поведение человека.

Это не я, это мой мозговой имплантат. Водитель объяснил, почему он въехал в толпу людей

Журналисты рассказали историю, когда женщина въехала в автобусную остановку с большим количеством людей. В результате ДТП были раненные, а виновница заявила, что не видела остановку, когда получила электронный импульс от мозгового имплантата, предназначенного для лечения болезни Паркинсона. По словам автомобилистки, мозг получил сигнал к движению в сторону остановки из-за неисправности имплантата. Чем закончилась эта история, неизвестно.

Условия, при которых индивиды должны считаться юридически и морально ответственными за свои поступки, оговорены законодательством. Однако можно ли считать ответственным за свое поведение человека, который действует под влиянием мозгового имплантата? Что случится, если однажды водитель въедет в толпу людей на остановке, а позже заявит, что сделал это под влиянием импульса от неисправного устройства – кого считать ответственным в этой ситуации? От решения суда будет зависеть, понесет ли такой правонарушитель уголовную ответственность и должен будет пройти лечение.

Кроме того, возникают вопросы об ответственности производителей, исследователей и разработчиков таких технологий, а также о халатности медицинских специалистов, которые имплантируют и программируют устройство. Даже если ответственность несут несколько сторон, остается вопрос о том, как распределить эту ответственность. При этом не исключается возможность преступного вмешательства в работу имплантатов.

В публикации также рассказывается, что один из пациентов, получавших лечение по поводу тяжелого обсессивно-компульсивного расстройства, внезапно обнаружил, что любит музыку Джонни Кэша; при отключении имплантата пациент вернулся к своим обычным музыкальным предпочтениям. Другой пациент, которому глубокую стимуляцию головного мозга проводили для уточнения причины эпилептических припадков, заявлял, что его врачи превратились в поваров с фартуками. В обоих случаях глубокая стимуляция изменяла восприятие, что поднимает ряд вопросов для обсуждения.

2017: Операции в ЦИТО им.Приорова

29 июня 2017 года в Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии (ЦИТО) им. Н. Н. Приорова была проведена операция по имплантации спинального нейростимулятора на оборудовании Medtronic. Операции по имплантации нейростимулятора проводятся в ЦИТО с 2017 года. Стоимость операции в это время составляет около 1 млн. 300 тысяч рублей. Из них около миллиона составляет стоимость нейростимулятора и 300 тысяч — стоимость имплантации. Однако для граждан РФ это операции проводятся бесплатно в рамках квот на Высокотехнологичную медицинскую помощь (ВМП). ЦИТО в 2017 году выделено 50 квот на данные вид операций, не исключено, что их число будет увеличено. Потребность в таких операциях на порядок выше.

Уникальность оборудования Medtronic состоит в том, что тестовый электрод можно не извлекая из спинного мозга подключить к постоянному нейростимулятору. Это позволяет сократить время операции и сделать более комфортным работу хирурга, а пациенты получают качественную высокотехнологическую помощь. Суть метода заключается в том, что нейростимулятор генерирует электрические импульсы, которые как бы подменяют сигналы о боли и таким образом фактически обманывают нервную систему. В результате вместо острой боли пациент испытывает легкое покалывание, дрожь или иные не болезненные симптомы.

Операцию провел врач высшей категории, профессор Александр Евгеньевич Яковлев. Он более 20 лет успешно лечит болевые синдромы, двигательные расстройства, острые нарушения мозгового кровообращения и их последствия, более 10 лет проводит операции по нейростимуляции: выполнил более 20 000 операций, из них более 3 000 по установке систем нейростимуляции и доставке препаратов. Яковлев долгие годы жил в США, преподавал в Медицинском университете штата Висконсин. Он член Американского общества управления болью, Американского и Международного общества нейромодуляции (функциональной нейрохирургии), Американского спинального общества.

Пациент — 49-летний мужчина. В 2009 году в результате неудачного падения с парашютом он получил травму позвоночника, ребер и бедра. С этого же времени он испытывал жгучие боли. Кроме того, он потерял способность передвигаться на ногах и пользовался креслом-каталкой. По мнению Александра Яковлева, нейростимуляция не только снимет болевой синдром, но и может вернуть пациенту способность ходить.

2016: На Украине просят предусмотреть в бюджете средства для установки 19-ти пациентам систем нейростимуляции

В октябре 2016 года стало известно, что «люди на батарейках» – пациенты на Украине, страдающие орфанным заболеванием «торсионная дистония», просят предусмотреть в госбюджете страны на 2017 года выделение 9,1 млн грн для установки 19-ти пациентам систем нейростимуляции и замены батареек к этим системам. Подробнее .

2015: Нейростимуляторы начали использовать для лечения ожирения

Ожирение — это опасная болезнь, поэтому в запущенных случаях больному делают операцию по шунтированию желудка, чтобы он стал меньше и прекратил посылать в мозг сигналы «Хочу кушать». Однако, если все дело только в сигналах, то зачем мучить желудок? Ведь с нервными сигналами врачи уже научились бороться с помощью нейростимуляторов. Компания EnteroMedics уже получила американскую и европейскую сертификацию на использование своего нейростимулятора Maestro для лечения ожирения. Электроды нейростимулятора подсоединяются к стенке желудка и посылают импулься в блуждающий нерв, что позволяет блокировать сигналы от желудка к мозгу и приводит к угнетению аппетита.

2014: Нейростимулятор размером с занозу сертифицирован для устранения боли в спине

Обычный нейростимулятор — это коробочка размером с пудреницу. Он довольно маленький, но все же имплантировать его под кожу не очень-то хочется. Американская компания Stimwave Technologies создала (и уже получила сертификацию FDA) нейростимулятор Stimwave Freedom, который умещается на кончике пальца и абсолютно не чувствуется после имплантации. Кроме того, он вживляется прямо в нужный раздел спинного мозга и устраняет необходимость тянуть электроды от поясницы (где обычно размещается стандартный нейростимулятор) через позвоночник.

Как и обычный нейростимулятор, Stimwave Freedom подсоединяется к нервным волокнам и подавляет сигналы боли, которые идут к мозгу.

2013: ЕС разрешила использование нейростимуляторов мозга Libra и Brio для лечения острой дистонии

Подобно как кардиостимулятор помогает больному сердцу ритмично сокращаться, электростимулятор мозга помогает больному мозгу ритмично совершать логические операции и управлять организмом. Это маленький имплантант, который через электрод посылает слабые электрические колебания в нужную область мозга. Электростимуляторы уже используются для лечения эпилепсии, депрессии, болезни Паркинсона. Теперь Еврокомиссия дала добро компании St. Jude Medical на использование ее нейростимуляторов мозга Libra и Brio для лечения острой дистонии. Острая дистония — это синдром, характеризующийся непроизвольными движениями с формированием патологических поз. Имплантант стимулирует область мозга, ответственную за моторику и подавляет беспорядочные сигналы, генерируемые больным мозгом, которые вызывают мышечную дистонию.

2006: ЕС разрешает использование имплантируемого нейростимулятора Eon

В 2006 году американская компания St. Jude Medical получила добро еврокомиссии на использование имплантируемого нейростимулятора Eon для устранения хронической боли. Подобно кардиостимулятору, Eon (#2 на картинке) устанавливается под кожу в области поясницы, а его электроды вживляются в различные участки спинного мозга (т.к. именно через спинной мозг проходят болевые сигналы от тела). Нейростимулятор генерирует слабые электрические импульсы, которые заглушают болевые сигналы. При этом человек вместо боли испытывает ощущение приятного массажа.

Eon программируется для каждого пациента в отдельности (т.к. профиль болевых импульсов может быть разным). Для перепрограммирования, снятия данных, включения/отключения и подзарядки нейростимулятора служит специальный пульт управления, который соединяется с имплантантом через кожу (без необходимости хирургического вмешательства).

Разумеется, это устройство устраняет не причину боли, а саму боль. Причину боли — нужно лечить отдельно.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *