Psykiatriske og neurologiske lidelser fra depression til skizofreni til Alzheimers ser ud til at være præget af abnormiteter i hjernens elektriske mønstre. Disse sygdomme, som er notorisk vanskelige at behandle, har vist respons på forskellige former for elektroterapi, fra dyb hjernestimulering, som involverer placering af elektroder inde i selve hjernen, til elektrokonvulsiv terapi (såkaldt "chokbehandling"), der forårsager et anfald i et forsøg på at "nulstille" hjernen.
Men hvad nu hvis disse sygdomme kunne behandles med en mild, ikke-invasiv elektrisk strøm? Det er spørgsmålet, der stilles af University of North Carolina ved Chapel Hill neurovidenskabsmand Flavio Frohlich og hans team. De undersøger en behandling kaldet transkranial vekselstrømstimulering eller tACS, som kan bruges, mens en patient sover. En nylig undersøgelse fra Frohlich og hans team antyder, at behandlingen viser løfte om at forbedre hukommelsen, et område, der ofte er påvirket af forskellige hjerneforstyrrelser. Dette antyder på sin side, at teknikken kan være nyttig til behandling af hjerneforstyrrelser i sig selv.
Frohlich bringer til sin forskning en noget usædvanlig baggrund, der ser ud til at gøre ham særlig velegnet til denne arbejdslinje - han uddannede sig som elektrisk ingeniør, inden han tog en ph.d. i neurobiologi.
”Hvad der virkelig forårsager symptomer [ved neurologiske og psykiatriske sygdomme], og hvad der giver os mulighed for at gå og tale og drømme er de synkroniserede små elektriske impulser, der genereres af vores hjerne, ” siger han. ”Når vi tænker på sygdomsprocessen og dermed potentielle behandlingsmål, tænker vi mindre på receptorer og molekyler og mere på store elektricitetsmønstre i hjernen.”
I den to-dages undersøgelse blev 16 deltagere bedt om at gøre to hukommelsesøvelser om natten. Derefter, før de sov, var de udstyret med elektroder på bestemte steder på deres hårbund. En nat modtog patienterne TAC gennem elektroderne. Den anden aften fik de en lurestimulering. Begge morgen gentog de de samme hukommelsesøvelser. Resultaterne af en af øvelserne (dog ikke den anden) forbedrede sig dramatisk efter stimulering sammenlignet med placebo.
"I det væsentlige, hvis du ser på [hukommelse] -gevinsten, får du bare ved at sove - og du får en hukommelsesfordel bare ved at sove - når vi stimulerede, var det næsten dobbelt så meget, " siger Frohlich.
TACS målrettede det, der er kendt som ”søvnspindlerne”, bølger af hjerneaktivitet, som menes at hjælpe med at gemme minder under søvn. I undersøgelsen, jo mere spindlerne blev stimuleret, jo større blev hukommelsesforbedringen om morgenen.
Stimuleringen anvendt i undersøgelsen adskiller sig fra standard tACS, idet den var feedback-kontrolleret. Enheden blev programmeret til at registrere søvnspindler i realtid og anvende stimulering i overensstemmelse hermed. Denne type tACS-forbedring har spændende potentiale til individualisering af behandling, siger Frohlich. Hjerneaktivitet, forklarer han, ændrer sig fra øjeblik til øjeblik og varierer meget fra individ til individ. Den næste generation af tACS kunne tage det i betragtning ved at forudsige og reagere på hjerneforandringer dynamisk.
”Det fungerer som en termostat, ” siger han. "Du ved, hvad du vil, at stuetemperaturen skal være, og når den svinger, termostaten tænder for varmen eller AC for at regulere temperaturen."
De 16 forsøgspersoner var alle raske. Men da hukommelsesdannelsen er nedsat ved forskellige psykiatriske lidelser, begrunder teamet, at denne behandling også kan anvendes på dem med disse lidelser.
”Min vision er, at vi kan udvikle virkelig nye effektive behandlinger mod alvorlige psykiske sygdomme som depression og schizofreni, ” siger Frohlich. "Fordelen ved tACS er, at den faktiske krævede hardware i det væsentlige er bærbar, så vi og også andre er begyndt at tænke på, hvordan man kan gøre denne teknologi implementerbar i hjemmet, måske gennem ekstern online overvågning eller overvågning."
Men dette advarer han, kan være godt nede ad vejen.
”Dette er spændende forskning, men det er en første undersøgelse, ” siger han. ”Som med enhver god videnskab, skal resultaterne gentages. Dette er virkelig tidlige dage. ”
Undersøgelsen, hvis første forfatter var postdoktorisk forsker Caroline Lustenberger, blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Current Biology .
Frohlich kører i øjeblikket to kliniske forsøg ved hjælp af tACS, en mod depression og en mod skizofreni. Begge disse forsøg involverer standard tACS-behandling uden den nyere feedback-loop-proces. Frohlich håber at bringe denne proces til kliniske forsøg i den nærmeste fremtid.
