Az agyi rendellenességekkel élőknek gyakran olyan gyógyszerekre kell támaszkodniuk, amelyek nem mindenkire hatnak egyformán, és egyes esetekben ezért műtéti beavatkozásra is szükség van. Uniós támogatással dolgozó kutatók jelenleg azt vizsgálják, hogy a nanotechnológia egy napon biztonságosabb, kevésbé invazív alternatívát kínálhat-e, ahogy arról a Horizonban, az EU Kutatási és Innovációs magazinjában olvashattunk.
A súlyos agyi rendellenességek kezelése évtizedek óta sokszor okozott az orvosoknak nehezen feldolgozható kompromisszumokat. A tünetek ugyanis enyhíthetővé váltak, de általában ennek az ára invazív műtét és olyan agyba beültetett elektródák voltak, amelyek egész életen át a testben maradnak.
Korlátozott és kockázatos kezelések
Ez a paradigma, vagyis elfogadott protokoll mostanában kezd megváltozni. Egy META-BRAIN nevű, hároméves, 2026 decemberéig tartó EU-támogatással indul kutatási program munkatársai ennek a változásnak a jegyében az ultrahang és a fejlett agymonitorozás kombinálásával új módszereket kutatnak az aggyal való kapcsolat javítására.
A neurológiai rendellenességek korunk egyik legnagyobb egészségügyi kihívását jelentik, és világszerte fő okai a betegségeknek és fogyatékosságoknak. Csak Európában 165 millió ember szenved olyan agyi rendellenességek következményeitől, mint a Parkinson-kór, a stroke, az epilepszia, a depresszió, a szorongás és a traumás agysérülés.
A rendelkezésre álló kezelések továbbra is korlátozottak. A gyógyszeres terápiák nem minden betegnél hatnak, és jelentős mellékhatásokat okozhatnak. A sebészi beavatkozások, például a mély agyi stimuláció pedig elektródáknak az agy mélyére történő beültetését igénylik a hibás jelek blokkolása vagy szabályozása érdekében. Ezek viszont kockázatokkal és szövődményekkel járhatnak.
A kisebb kockázatokat és kevesebb invazív beavatkozást jelentő megoldások érdekében a META-BRAIN kutatócsoport olyan minimálisan invazív módszereket kutat, amelyekkel az idegi aktivitás távolról és pontosan szabályozható. A barcelonai IDIBAPS kutatóintézet rendszeridegtudományi csoportjának vezetésével folyó munkában Ausztria, Ciprus, Olaszország, Spanyolország és Svájc vezető kutatói vezeték nélküli, minimálisan invazív módszereket fejlesztenek az agyi aktivitás helyreállítására. Nanotechnológiát használnak az idegsejtekkel való távoli interakcióhoz – állandó implantátumok vagy nyitott agyműtét nélkül.
Bár már léteznek nem invazív agyi stimulációs módszerek is, ezeknek jelentős korlátai vannak. Egyesek nem képesek pontosan megcélozni az agy meghatározott területeit, míg mások nem érik el a mélyebb struktúrákat.
A megoldás érdekében a kutatók két különböző, de egymást kiegészítő ötletet vizsgálnak. Az egyik gondosan fókuszált ultrahanghullámokat használ az agy külső stimulálására. A másik olyan nanorészecskékre támaszkodik, amelyeket mágneses mezők segítségével lehet irányítani és aktiválni, ezeket magnetoelektromos nanorészecskéknek nevezik. Ezek a mágneses-elektromos nanorészecskék – amelyek sokszor kisebbek egy emberi hajszál vastagságánál – mágneses jeleket alakítanak át elektromos jelekké, amelyekkel már a neuronok is kommunikálni tudnak. Ha külső mágneses mező hatására kerülnek, helyi elektromos mezőt generálnak, így gyakorlatilag vezeték nélküli elektródaként működnek.
Vezeték nélküli kapcsolat az aggyal
Ezek az apró részecskék műtét nélkül juttathatók be a szervezetbe, és külső mágneses mezők segítségével távolról vezérelhetők. Ugyanakkor apró méretük miatt az alkalmazásuk rendkívül pontos hatást érhet el és képesek mind az idegi aktivitás stimulálására, mind pedig gátlására.
Az alkalmazás úgy történik, hogy ha például egy súlyos baleset után egy traumás agysérüléssel rendelkező beteget kórházba szállítanak, ott részletes agyi képalkotó vizsgálatnak vetik alá. Ezen vizsgálat eredményei alapján az orvosok mágneses-elektromos nanorészecskéket injekciózhatnának az egyes betegek igényeihez igazított mennyiségben közvetlenül az érintett agyterületekre, a döntéseket pedig az agy személyre szabott számítógépes modelljei alapján lehetne meghozni.
A nanorészecskék bejuttatása után azokat külsőleg lehetne mágnesesen aktiválni, például egy sisakszerű eszköz segítségével, amellyel helyreállíthatják az egészséges agyi aktivitási mintákat, és a sérült szöveteket visszavezethessék a normális fiziológiai működés felé.
Eddig a META-BRAIN kutatói agyszöveteken végeztek kiterjedt kísérleteket, most pedig rágcsálókon folytatott in vivo vizsgálatok felé haladnak. Emberi kísérletekre nem kerül sor a projekt keretében, bár a kutatók számítógépes szimulációkat terveznek egy emberi agy fantom-, azaz az agy nagyon részletes 3D-modelljének felhasználásával.
Elvesztett érzékek is helyreállíthatók lehetnek
Siker esetén a technológia végül számos neurológiai és neuropszichiátriai betegség hatékonyabb kezeléséhez vezethet. A Parkinson-kórban szenvedők mozgása simábbá válhat, az epilepsziás betegek rohamai jobban kontrollálhatók lesznek, a komplex pszichiátriai rendellenességekkel küzdők pedig célzottabb terápiákban részesülhetnek.
A kezelésen túl a technológia az elvesztett érzékek helyreállításában vagy kompenzálásában is segíthet. Azokban az esetekben, amikor az érzékszervi pályák károsodtak, a mágneses-elektromos interfészek egy napon segíthetnek a megszakadt kapcsolatok pótlásában vagy megkerülésében – potenciálisan új lehetőségeket kínálva bizonyos formájú vakság vagy más érzékszervi veszteség esetén.
Persze hosszú folyamat lesz, mire ez a technológia eljut a betegekhez – hangsúlyozzák a kutatók. Először alaposan meg kell érteniük, hogy ezek a részecskék pontosan hogyan viselkednek az agyban, és hogyan lehet őket biztonságosan és hatékonyan irányítani. A lehetőség azonban már ott az ajtóban.
