Psykiatriske og nevrologiske forstyrrelser fra depresjon til schizofreni til Alzheimers ser ut til å være preget av avvik i hjernens elektriske mønstre. Disse sykdommene, som er notorisk vanskelige å behandle, har vist respons på forskjellige typer elektroterapi, fra dyp hjernestimulering, som involverer plassering av elektroder inne i selve hjernen, til elektrokonvulsiv terapi (såkalt "sjokkbehandling"), som forårsaker et anfall i et forsøk på å "tilbakestille" hjernen.
Men hva hvis disse sykdommene kan behandles med en mild, ikke-invasiv elektrisk strøm? Det er spørsmålet som stilles av University of North Carolina ved Chapel Hill nevrovitenskapsmann Flavio Frohlich og hans team. De undersøker en behandling som kalles transkraniell vekselstrømstimulering, eller tACS, som kan brukes mens en pasient sover. En fersk studie fra Frohlich og teamet hans antyder at behandlingen viser løfte om å styrke hukommelsen, et område som ofte er rammet av forskjellige hjernesykdommer. Dette antyder på sin side at teknikken kan være nyttig for å behandle hjernesykdommene selv.
Frohlich bringer til forskningen en noe uvanlig bakgrunn som ser ut til å gjøre ham spesielt egnet for denne arbeidslinjen - han utdannet seg til elektroingeniør før han studerte en doktorgrad i nevrobiologi.
"Det som virkelig forårsaker symptomer [ved nevrologiske og psykiatriske sykdommer], og det som lar oss gå og snakke og drømme, er de synkroniserte bittesmå små elektriske impulser som hjernen vår genererer, " sier han. "Når vi tenker på sykdomsprosessen, og derfor potensielle behandlingsmål, tenker vi mindre på reseptorer og molekyler, og mer på storskala elektrisitetsmønstre i hjernen."
I den to dager lange studien ble 16 deltakere bedt om å gjøre to minneøvelser om natten. Deretter, før de sovnet, ble de utstyrt med elektroder på bestemte steder på hårbotten. En natt mottok pasientene tACS gjennom elektrodene. Den andre kvelden fikk de en svindelstimulering. Begge morgen gjentok de de samme minneøvelsene. Resultatene fra en av øvelsene (men ikke den andre) forbedret seg dramatisk etter stimulering sammenlignet med placebo.
"I hovedsak hvis du ser på [minnet] -gevinsten, får du bare ved å sove - og du får en minnefordel bare ved å sove - når vi stimulerte, var det nesten dobbelt så mye, " sier Frohlich.
TACS målrettet det som er kjent som “søvnspindler”, bølger av hjerneaktivitet som antas å hjelpe til med å lagre minner under søvn. I studien, jo mer spindlene ble stimulert, jo større ble minneforbedringen om morgenen.
Stimuleringen som ble brukt i studien, skilte seg fra standard tACS ved at den var tilbakemeldingskontrollert. Enheten ble programmert til å oppdage søvnspindler i sanntid og anvende stimulering deretter. Denne typen tACS-forbedringer har spennende potensial for individualisering av behandlingen, sier Frohlich. Hjerneaktivitet, forklarer han, endres fra øyeblikk til øyeblikk, og varierer mye fra individ til individ. Den neste generasjonen tACS kunne ta det med i betraktningen, forutsi og svare på hjerneforandringer dynamisk.
"Det fungerer som en termostat, " sier han. "Du vet hva du vil at romtemperaturen skal være, og når den svinger, termostaten slår på varmen eller vekselstrømmen for å regulere temperaturen."
De 16 studiepersonene var sunne. Men siden minnedannelsen er nedsatt ved forskjellige psykiatriske lidelser, begrunner teamet at denne behandlingen kan være aktuelt også for personer med disse lidelsene.
"Visjonen min er at vi kan utvikle virkelig nye effektive behandlinger mot alvorlige psykiske sykdommer som depresjon og schizofreni, " sier Frohlich. "Fordelen med tACS er at den nødvendige maskinvaren i hovedsak er bærbar, så vi og andre har begynt å tenke på hvordan du kan gjøre denne teknologien distribuerbar i hjemmet, kanskje gjennom ekstern online tilsyn eller overvåking."
Men dette, advarer han, kan være godt nede i veien.
"Dette er spennende forskning, men det er en første studie, " sier han. “Som med enhver god vitenskap, må resultatene kopieres. Dette er virkelig tidlige dager. ”
Studien, hvis første forfatter var postdoktor Caroline Lustenberger, ble nylig publisert i tidsskriftet Current Biology .
Frohlich kjører for tiden to kliniske studier ved bruk av TACS, en mot depresjon og en mot schizofreni. Begge disse forsøkene involverer standard tACS-behandling, uten den nyere feedback-loop-prosessen. Frohlich håper å bringe den prosessen til kliniske studier i løpet av en nær fremtid.
