Исследователи норвежского университета изучения жизни (UMB) разработали новый метод подробного анализа электрической активности мозга. Этот метод призван помочь врачам и исследователям правильнее интерпретировать клеточные сигналы головного мозга по показаниям ЭЭГ.
Электрическую активность клеток головного мозга определяют с 1875 года. За эти годы разработаны практические алгоритмы сопоставления вариантов сигнала при различных заболеваниях мозга, например, таком как эпилепсия. Однако до сих пор было скудное представление о том, как эти сигналы формируются в нервных клетках.
Используя суперкомпьютер «Сталло» в Тромсо (Troms?), были разработаны детализированные математические модели, раскрывающие взаимосвязь между активностью нервной клетки и зарегистрированным аппаратом электрическим сигналом.
Проблема интерпретации электрических сигналов головного мозга сродни интерпретации звуковых сигналов, записанных в толпе людей, когда разговаривают все сразу, точно также друг на друга накладываются сигналы нервных клеток.
Электрод воспринимает звуки целого оркестра окружающих нервных клеток. Кубический миллиметр ткани мозга может содержать более 100 000 нервных клеток. Подобно басу и сопрано на звуковой дорожке, в головном мозге различают электрические сигналы высокой и низкой частоты. Новый метод нацелен на бас — низкочастотные сигналы, названные «локально-областным потенциалом». Обнаружилось, что если нервные клетки издают сигналы изолированно, не синхронно, то досягаемость электрода — область в которой возможно получить сигналы от нервных клеток — приблизительно 0.3 миллиметра. Однако, при одновременных, синхронизированных сигналах нервных клеток, расстояние может быть гораздо больше.
Электроды давно используются для измерения активности клеток головного мозга у больных эпилепсией и для оптимизации оперативного лечения. Сигналы локально-областного потенциала, измеренные внедренными электродами, помогли обнаружить угрожающий приступ эпилепсии и остановить его разрядом электрического тока. Подобная техника используется при болезни Паркинсона для предотвращения тремора.
Исследователи рассчитывают, что потенциально возможно применить этот метод для лечения пациентов, парализованных вследствие повреждения спинного мозга при переломе позвоночника. У парализованного клетки коры головного мозга посылают сигналы, которые не достигают мышц, и пациент неспособен двигаться. Контролируя определенные нервные клетки и отправляя сигналы, например в роботизированный протез, пациент сможет двигаться только благодаря «силе» собственных мыслей.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.