Использование ультразвука в медицинских технологиях становится все более распространенным явлением. Совсем недавно стало известно, что с помощью ультразвука удалось успешно вылечить диабет второго типа и даже привести в чувство пациента, находящегося в коме.

Недавно исследовательская группа из Университета Южной Калифорнии (USC) разработала новую модель лечения, которая может стимулировать нейроны сетчатки с помощью ультразвуковых волн.

В связи с тем, что население Земли быстро стареет (или как говорят ученые, планету накрывает "серебряное цунами"), неудивительно, что число людей с нарушениями зрения резко возрастет.

Большинство из них, как ожидается, будут страдать дистрофическим заболеванием глаз - прогрессирующей дегенерацией светочувствительных рецепторов  сетчатки. На данный момент не существует эффективного неинвазивного лечения этого заболевания, поэтому для восстановления утраченного зрения требуются новые методы.

Текущее лечение, применяемое офтальмологами, - это хирургическое вмешательство, требующее имплантации электродных устройств в область глаза. Таким образом, новая технология может стать тем самым нехирургическим решением, которое необходимо для более эффективного восстановления зрения.

"Сейчас мы проводим исследования на животных, пытаясь использовать ультразвуковую терапию взамен электростимуляции", - говорит Цифа Чжоу, профессор биомедицинской инженерии и офтальмологии в Университете Южной Калифорнии. Совместно с Марком С. Хумаюном он возглавляет данное исследование, а также является одним из разработчиков Argus II, первой в мире искусственной сетчатки глаза.

Стимуляция сетчатки

Процесс терапии будет осуществляться с помощью носимого ультразвукового устройства, которое будет стимулировать сетчатку, оказывая на нее механическое воздействие. Таким образом, нейроны активируются и начинают посылать сигналы в мозг. Это активирует нейроны, которые начнут посылать в мозг соответствующие сигналы.

"Нейроны, присутствующие в сетчатке глаза, обладают механически чувствительными каналами, которые реагируют на механическую стимуляцию", - говорит Гэнси Лу, аспирант из лаборатории Чжоу. "Эти нейроны активируются, когда мы используем ультразвук для создания механического давления".

Ученые протестировали новую концепцию на слепой крысе, стимулировав ее глаза с помощью высокочастотного ультразвука. При этом они проецировали различные изображения на определенную область глаза, а поскольку крыса не могла сообщить ученым о том, что она видит, команда измеряла активность зрительной коры с помощью массива электродов. На основании визуальной активности, зарегистрированной в мозге, исследователи обнаружили, что крыса была способна воспринимать визуализации, сопоставимые с картиной ультразвуковой стимуляции, проецируемой на глаз. 

Текущие исследования проводятся в основном на моделях грызунов. Тем не менее, команда планирует протестировать этот метод на моделях нечеловеческих приматов, а затем адаптировать работу ультразвуковых волн к носимым контактным линзам.

"Сейчас мы используем датчик, помещенный перед глазным яблоком крысы, для отправки ультразвуковых сигналов на сетчатку, но наша конечная цель - создать беспроводной датчик для линз", - заявил доктор Чжоу.

Исследование было опубликовано в журнале BME Fronters.

Источники: BME Fronters, Sciencedaily
(https://spj.sciencemag.org/journals/bmef/2022/9829316/)
(https://www.sciencedaily.com/releases/2022/04/220412095402.htm)