امواج فراصوت متمرکز بر قشر پری فرونتال حال فرد را بهتر می کند و اتصالات مغزی را تغییر می دهد

تیمی از محققان در دانشگاه آریزونا متوجه شده اند که تابش امواج فراصوت با شدت کم به سمت منطقه ای خاص در قشر پری-فرونتال مغز در افراد سالم می‌تواند حال و هوایشان را بهتر کند و باعث کاهش اتصالات در یک شبکه مغزی شود، که نشان داده شده در اختلالات روانی بسیار موثر است. در این روش از transcranial focused ultrasound (‘tFUS’) ، یک تکنیک بدون درد و غیرتهاجمی در مقایسه با transcranial magnetic stimulation (‘TMS’) و transcranial direct current stimulation (‘tDCS’) ، برای تنظیم عملکرد مغز استفاده می شود. این مطالعه، برای اولین بار، ارتباطی بین سر حال آمدن ناشی از tFUS و سازماندهی مجدد مدارهای مغزی را نشان می دهد.

فراصوت که معمولاً برای تصویربرداری پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد، شامل ارتعاشات مکانیکی در محدوده ی” مگاهرتز” است، یعنی یک میلیون موج در ثانیه، که بسیار بالاتر از آستانه‌ی شنوایی انسان با 20 هزار موج در ثانیه می باشد. امواج از سطوح داخلی بدن اعم از نوزاد متولد نشده بازتابیده می شوند تا تصاویر پویای آناتومیکی ارائه دهند. فراصوت با شدت کم نیز مدت طولانی است که به عنوان یک روش درمانی، مثلا برای کاهش درد، التهاب و اختلال عملکرد اعصاب محیطی در بدن استفاده می شود. در مورد مغز، امواج فراصوت توسط جمجمه ضعیف می شوند، اما به اندازه ای از آن عبور می-کنند که بتوانند روی مناطق خاص مغز در اعماق مورد نظر متمرکز شوند. در شدت کم، tFUS نشان داده شده است که بی خطر است و قادر است فعالیت مغز، رفتار و حالات روحی انسان را کنترل کند.

در این مطالعه، محققان tFUS را در قشر وِنترولترال پری فرونتال، به ویژه قدامی تحتانی راست (rIFG) ، ناحیه ای دخیل در خلق و خو و تنظیم هیجان را هدف قرار دادند. به عنوان مثال، افزایش فعالیت در آنجا با کاهش تجربه عاطفی منفی همراه است.

در یک مطالعه ی تصادفی دو سو کور کنترل شده با دارونما، 51 داوطلب سالم (27 دختر، 24 پسر، میانگین سنی 19.7 سال) 30 ثانیه در معرض tFUS با فرکانس 500 کیلو هرتز (0.5 مگا هرتز) و یا تحت اثر دارونما از طریق یک مبدل قرار داده شده روی پوست سر، rIFG را مورد هدف قرار دادند.

افراد نظرسنجی ای را در مورد خلق قبل و 30 دقیقه پس از tFUS پر کردند، و نتایج نشان داد که در مقایسه با افرادی که دارونما دریافت می کنند، نمرات خلق (‘Global Affect’) افراد دریافت کننده tFUS به طور قابل توجهی پس از گذشت 20 و 30 دقیقه، و حتی تا یک ساعت، بالاتر بود.

در آزمایش دوم در داوطلبان سالم، اثر بهبودسازی خلق و خوی tFUS تکرار شد و تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی قبل و 20 دقیقه پس از مورد هدف قرار گرفتن rIFG توسط tFUS انجام شد. نتایج حاکی از کاهش ارتباط عملکردی بین rIFG و تعدادی از مناطق قشر مغزی و همچنین کاهش اتصال در شبکه‌ی حالت پیش فرض (DMN) ، مدار درگیر در تفکر خود-ارجاعی، سرگردانی ذهن و نگرانی بود.

مکانیسم های به کار رفته توسط tFUS در مغز برای تغییر حالات ذهنی و اتصالات عصبی و اینکه اصلاً چگونه حالت های ذهنی در مغز ایجاد می شود ناشناخته هستند، برای TMS و tDCS نیز این مساله صادق است. در سطح سلولی، فراصوت جهت عمل روی غشاها، گیرنده ها، فضای خارج سلولی و میکروتوبول‌های سیتوسکلتی داخل عصبی پیشنهاد شده است. با رزونانس های شناخته شده در مقیاس مگا هرتز، میکروتوبول ها نقشی برجسته را در انعطاف پذیری سیناپسی ایفا می کنند و از لحاظ تئوری به عنوان بستر آگاهی از آنها یاد می شود.

كاهش اتصال در DMN ، احتمال تفكر خود- ارجاعی كمتر مانند نگرانی یا تأمل عمیق را نشان می دهد و ممكن است با بیشتر "در لحظه" بودن ارتباط داشته باشد. در واقع کاهش موقت در این شبکه می تواند مشخصا سودمند باشد و اگر با درمانی تقویتی، مثل مدیتیشنِ آگاهی ذهن یا سایر روش‌ها، ادغام شود منجر به انعطاف پذیری عصبی طولانی مدت شود.

جی سانگوینتی، نویسنده ی اصلی اظهار داشت: ما نه قصد داریم سلول‌های عصبی را به جهت ایجاد پتانسیل عمل تحریک کنیم، و نه می خواهیم به راحتی مناطق مرتبط با لذت در مغز را فعال نماییم، بلکه تنظیم انعطاف پذیری و اینکه مدارهای مغز را قادر سازیم در راستای آگاهی " در لحظه " تغییر کنند، مد نظر است.

tFUSو همچنین فراصوت غیرمتمرکز برای درمان انواع اختلالات روحی و شناختی از جمله آسیب مغزی، بیماری آلزایمر، افسردگی، پارکینسون، درد مزمن و اعتیاد، بسیار ایمن، بدون درد، نسبتاً ارزان و بسیار نویدبخش هستند.

منبع: نوروساینس نیوز