Первое в мире исследование тестирует мозговые имплантаты от переедания

Устройство было разработано для обнаружения и нарушения сигналов мозга, связанных с тягой к перееданию, с многообещающими результатами, закладывающими основу для будущего, когда имплантаты могут контролировать различные импульсивные действия.

В конце 2017 года было опубликовано увлекательное исследование, в котором предполагалось, что определенная активность в области прилежащего ядра может быть связана с вредным импульсивным поведением, таким как переедание. Исследование на мышах продемонстрировало, как мозговой имплантат может в режиме реального времени обнаруживать активность, связанную с импульсами переедания, подавать импульсы электричества, чтобы блокировать эти сигналы, и впоследствии останавливать животных от чрезмерного потребления пищи.

Идея глубокой стимуляции мозга у людей не совсем нова. В течение ряда лет ученые использовали имплантированные устройства для лечения пациентов с такими состояниями, как эпилепсия и болезнь Паркинсона.

Но эти устройства, как правило, основывались на предварительно запрограммированных импульсах электрической стимуляции, направленных на более широкое лечение пациентов с серьезными нарушениями двигательного контроля. В новом исследовании использовался совершенно другой подход, целью которого было контролировать импульсивное поведение путем выявления и блокирования очень специфических сигнатур мозговой активности.

Новое исследование предлагает первое доказательство того, что эта идея потенциально работает на людях. В статье для журнала Nature Medicine исследователи описывают опыт первых двух пациентов, использующих такое устройство для стимуляции мозга.

Двум пациентам в пилотном исследовании был поставлен клинический диагноз компульсивного переедания, и они страдали тяжелым ожирением. После хирургической процедуры, в ходе которой было имплантировано устройство для стимуляции мозга с электродами, нацеленными на прилежащее ядро, за двумя пациентами наблюдали около шести месяцев.

В течение начального периода наблюдения исследователи сосредоточились на записи мозговой активности каждого пациента с целью выявить отличительные признаки, которые могут быть связаны именно с перееданием. Иногда это включало пациентов, приходящих в лабораторию для экспериментов, где им предлагали большой буфет с высококалорийной пищей.

После этого начального периода наблюдения и записи исследователи включили имплантаты, каждый из которых был закодирован собственным нервным триггером переедания отдельного пациента. Устройство представляет собой систему с замкнутым контуром, то есть предназначено для независимого включения и выключения электрических всплесков в зависимости от целевой активности мозга.

За пациентами наблюдали еще шесть месяцев, и исследователи отмечают, что устройства работали хорошо, никаких побочных эффектов обнаружено не было. Оба пациента сообщили о значительном снижении частоты эпизодов переедания и снижении чувства потери контроля. В среднем каждый пациент также потерял около 5 кг в течение следующих шести месяцев без каких-либо конкретных рекомендаций по диетическому вмешательству.

«Это было раннее технико-экономическое обоснование, в котором мы в первую очередь оценивали безопасность, но, безусловно, убедительные клинические преимущества, о которых сообщили нам эти пациенты, действительно впечатляют и захватывают», — сказал старший автор исследования Кейси Халперн.

Как подчеркнул Халперн, это первоначальное пилотное исследование было разработано, чтобы в основном сосредоточиться на безопасности и осуществимости. Так что еще слишком рано говорить, действительно ли этот метод стимуляции мозга помогает контролировать переедание, но эти ранние признаки показывают, что устройство безопасно.

В частности, исследователи отметили, что были проблемы с поиском четких паттернов мозговой активности, которые можно было бы связать просто с «потерей контроля» перееданием, а не с регулярным приемом пищи или тягой к еде. После нескольких месяцев наблюдения были идентифицированы определенные сигналы, но потребуется дополнительная работа, чтобы оптимизировать специфичность сигналов мозга, связанных с перееданием, у людей.

Александра Пайк, исследователь психического здоровья из Йоркского университета, которая не участвовала в этом новом исследовании, подчеркнула, что устройство нуждается в значительно большей специфичности в том, как оно работает, прежде чем его можно будет использовать на большем количестве людей. Несмотря на то, что новые результаты назвали «многообещающими», Пайк сказала, что устройство в его нынешнем виде было слишком активным, посылая всплески стимуляции в мозг пациентов сотни раз в день помимо фактического приема пищи.

«…результаты показывают, что обнаруженный паттерн мозговой активности происходит примерно в 50-60% случаев, когда пациенты бодрствуют, а не только тогда, когда пациенты испытывают потерю контроля над едой, то есть они стимулируются больше, чем необходимо (примерно 400 раз в день) с текущими настройками», — сказала Пайк.

Таким образом, хотя это исследование указывает на будущее, в котором мозговые имплантаты смогут регулировать импульсивное поведение, такое как чрезмерное переедание, предстоит проделать гораздо больше работы, прежде чем ученые точно поймут, как это сделать. Это конкретное исследование продолжается, и для дальнейшего совершенствования технологии будет привлечено больше субъектов.

Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Medicine.