Сегодня нейростимуляция используется для лечения различных заболеваний человека , включая болезнь Паркинсона, тремор, обсессивно-компульсивное расстройство и синдром Туретта. Нейрохирург клиники Мэйо и его коллеги полагают, что одна из форм этого лечения, называемая глубокой стимуляцией мозга (DBS) , способна решить одну из величайших проблем общественного здравоохранения: наркозависимость.

«Наркомания — это огромная, неудовлетворенная медицинская потребность», — говорит Кендалл Ли, доктор медицинских наук, опубликовавший около 100 журнальных статей о DBS вместе со своими коллегами. Ключом к лечению, по его словам, является прекращение приятного «кайфа», который приходит с зависимостью, что потенциально может сделать DBS.

«Сейчас у нас есть несколько ранних исследований, которые обещают подавить быстрое увеличение уровня дофамина , вызывающего у людей чувство кайфа», — говорит он.

Переосмысление вознаграждения

В 2023 году рекордные 112 000 человек в США умерли от передозировки наркотиков, включая запрещенные наркотики и опиоиды, отпускаемые по рецепту. Несмотря на то, что для лечения зависимости доступно несколько психологических и фармацевтических методов лечения, у 75–98% пациентов случается рецидив.

«Что уникально в зависимости, так это то, что она создает в мозгу структуру, которая является самовоспроизводящейся. По сути, поведение закрепляет себя, делая его очень устойчивым к вмешательству», — говорит психиатр клиники Майо Тайлер Остерле, доктор медицинских наук.

Мозг устроен так, чтобы удовольствие было приоритетом. Система вознаграждения мозга соединяет две крошечные области: вентральную покрышку , которая высвобождает дофамин, отвечающий за хорошее самочувствие, и прилежащее ядро, которое контролирует память и поведение. Во-первых, именно поэтому вы испытываете удовольствие, откусив гамбургер. Именно из-за последнего у вас текут слюнки, когда вы чувствуете запах, как кто-то разжигает гриль. Наркотики могут перегрузить эту систему, наводняя ее дофамином и укрепляя связи, лежащие в основе зависимости.

Но что, если бы вы могли обойти систему вознаграждений? Если бы наркотики больше не вызывали кайфа, было бы легче отказаться от их употребления? Предварительные исследования на животных и людях показывают, что можно ограничить поведение, связанное с поиском наркотиков, путем электрической стимуляции областей мозга, связанных с вознаграждением.

«Результаты многообещающие, но мы до сих пор не знаем, как это работает», — говорит биомедицинский инженер клиники Мэйо Ходжин Шин, доктор философии. «Что нам действительно нужно, так это метод, который позволит нам увидеть, как работает мозг и как мозг меняется в ответ на стимуляцию, чтобы мы могли использовать эту информацию для улучшения лечения».

Датчик дофамина

В рамках лаборатории нейронной инженерии клиники Майо доктор Шин и его коллега Юнбэ О, доктор философии, были заняты разработкой новых методов измерения химических веществ мозга, таких как дофамин и серотонин, в режиме реального времени. В самых последних итерациях используются электроды, состоящие из гибких углеродных волокон тоньше человеческого волоса, соединенных по беспроводной сети с электронной схемой, которая может одновременно стимулировать нейроны и обнаруживать нейрохимические вещества.

Исследователи использовали свои инновации, чтобы получить важную информацию о механизмах DBS и зависимости в ходе доклинического исследования . Экспериментальное лечение DBS сократило поток дофамина к прилежащему ядру, центру вознаграждения мозга, почти вдвое.

В другом исследовании команда проверила этот подход на модели опиоидной зависимости на грызунах. Когда они дали моделям мощный опиоид, они увидели всплеск уровня дофамина. Но когда они обрабатывали модели DBS перед введением препарата, такого всплеска так и не произошло. Экспериментальное лечение также, по-видимому, подавляло угнетение дыхания — затруднение дыхания, ответственное за большинство смертей от передозировки опиоидами.

«Рассматривать зависимость как биологическую проблему и решать ее с помощью подобных биологических методов лечения — это сдвиг парадигмы», — говорит доктор Остерле. «Мы знаем, что стандартные поведенческие или фармацевтические вмешательства не работают для всех. Мы расширяем горизонты, потому что знаем, что нам нужно сделать что-то другое, действительно другое, чтобы помочь людям восстановить свою жизнь».