Ультразвук возбуждает слуховую кору

Исследователи используют ультразвук для контроля активности мозга, но исследования на мышах и морских свинках показывают, что он также стимулирует слуховую систему, представляя собой основание для прямой нейронной стимуляции. Таким образом, ультразвук возбуждает слуховую кору.

Манипулирование мозговой деятельностью

Активация или подавление активности нейронов с помощью ультразвука показала себя как в лаборатории, так и в клинике, основанной на способности фокусировать неинвазивные высокочастотные звуковые волны на определенных участках мозга. Но у мышей и морских свинок, похоже, эта техника имеет эффекты, которые ученые не ожидали. В двух исследованиях, ученые демонстрируют, что ультразвук активирует мозг грызунов, стимулируя слуховой ответ, а не, как предполагали исследователи, только конкретные нейроны, где сосредоточено ультразвуковое исследование. Эти документы являются очень хорошим предупреждением для людей, которые пытаются использовать ультразвук в качестве инструмента для манипулирования мозговой деятельностью. За последнее десятилетие исследователи использовали ультразвук для выявления электрических реакций от клеток в культуре и двигательных и сенсорных реакций от мозга грызунов и приматов. Клиницисты также использовали, так называемую, ультразвуковую нейромодуляцию для лечения расстройств движения. Но механизм, с помощью которого высокочастотные звуковые волны воздействуют на их влияние, не совсем понятен.

Результаты опытов

Университет «Hubert Lim» изучает способы восстановления слуха, но многие из стратегий, которые использует его группа, являются инвазивными, такими как кохлеарные имплантаты, которые требуют хирургического вмешательства для вставки устройства в ухо. Команда ученых начала стимулировать мозг морских свинок со звуковым шумом или импульсным ультразвуком непосредственно над слуховой корой. Они были удивлены, наблюдая аналогичные реакции нейронов на два разных раздражителя, потому что ультразвук выходит за пределы спектра, который могут слышать морские свинки и люди. Исследователи также обнаружили, что нейроны грызунов показали сравнимую электрическую активность, независимо от того, где в мозге исследователи направили ультразвук. Это поставило вопрос: мозг животных реагирует непосредственно на УЗИ или на ответы слуховой системы? Когда авторы отрезали слуховые нервы морских свинок или удаляли их кохлеарную жидкость, морские свинки переставали отвечать на ультразвук и слышимый шум. Ученые пришли к выводу, что то, что должно происходить, - это ультразвуковое движение через мозговую ткань и вибрацию кохлеарной жидкости. Эта вибрация затем вызывает слуховую сигнализацию и косвенно активирует кору головного мозга, а не ультразвук, оказывающий прямое влияние на активность нейронов. Ультразвук может стать мощным инструментом, который может не только модулировать, но также лечить различные неврологические и психические расстройства, и он может достичь неинвазивной, но локализованной активации.