Poważny uraz głowy, na przykład w wyniku wypadku samochodowego, może spowodować urazowe uszkodzenie mózgu (TBI). W łagodniejszych przypadkach może to mieć tylko tymczasowy wpływ na komórki mózgowe, jednak przy poważniejszych uszkodzeniach u danej osoby mogą wystąpić długotrwałe zaburzenia emocjonalne, fizyczne, poznawcze i behawioralne. „Jednym z głównych problemów jest to, że tak naprawdę nie ma skutecznych terapii urazowego uszkodzenia mózgu” – podkreślił dr Jaimie Henderson ze Stanford University w Kalifornii.

Henderson i jego współpracownicy opracowali implant (DOI: 10.1038/s41591-023-02638-4), który może stymulować wzgórze – ulokowany głęboko w mózgu obszar powiązany z czujnością, uczeniem się i pamięcią – aby sprawdzić, czy może to ożywić funkcje poznawcze u osób z TBI. „Można o nim myśleć jak o rozruszniku serca”– wskazał Henderson. - - „Urządzenie jest wszczepiane do mózgu i dostarcza impulsy elektryczne do elektrod umieszczonych w określonych częściach mózgu”.

Do przetestowania urządzenia zespół zrekrutował sześć osób w wieku od 22 do 60 lat, które przeszły umiarkowane lub ciężkie TBI w wyniku zdarzenia, które miało miejsce od trzech do 18 lat wcześniej. U wszystkich zdiagnozowano upośledzenie funkcji poznawczych – na przykład słabą pamięć czy problemy ze skupieniem uwagi. Przed implantacją uczestnicy przeszli ocenę neurologiczną zwaną testem łączenia punktów (trail-making test, w skrócie TMT), który polega na jak najszybszym połączeniu zestawu 25 kropek w celu zmierzenia takich parametrów sprawności umysłowej jak szybkość, przetwarzanie danych i elastyczność.

Następnie zespół chirurgicznie wszczepił urządzenia do mózgów każdego z uczestników. Implanty zaprogramowano tak, aby stymulowały mózg przez 12 godzin dziennie, w typowych godzinach czuwania i wyłączały się na noc. Rok później naukowcy ponownie przetestowali pięciu uczestników. Szósty uczestnik wycofał się z badania po tym, jak podczas operacji wystąpiła infekcja skóry głowy. Wyzdrowiał i nie wystąpiły żadne inne poważne skutki uboczne. U wszystkich pięciu testowanych uczestników wyniki testu były od 15 do 52 proc. wyższe w porównaniu z wynikami przed implantacją. „Myślę, że to było dla nas największe zaskoczenie: wielkość poprawy” – mówi członek zespołu Nicholas Schiff z Cornell University w Nowym Jorku.

Jak podkreśla Henderson, eksperymentalna grupa była niewielka, a badanie miało przede wszystkim wykazać bezpieczeństwo urządzenia. Naukowiec wskazał, że powikłania takie jak infekcja skóry głowy zawsze stanowią ryzyko w przypadku zabiegów chirurgicznych. „W sumie myślę, że możemy zapewnić korzyści osobom, które nie mają innych możliwości leczenia” – podkreślił.

Zespół planuje przeprowadzić większe badanie w celu dalszej oceny bezpieczeństwa i skuteczności implantu. „Głęboka stymulacja mózgu może pomóc milionom ludzi, którzy często w milczeniu cierpią z powodu urazów mózgu” – zaznaczył Henderson.