อุปกรณ์ฝังเทียม—คล้ายกับเครื่องกระตุ้นหัวใจ—กระตุ้นเส้นประสาทเวกัสด้วยไฟฟ้า ในขณะที่ยับยั้งการทำงานของเส้นประสาทที่ไม่ต้องการในลักษณะที่เป็นเป้าหมาย
รูปแบบของการรักษาด้วยการกระตุ้นเส้นประสาทวากัสต่อการอักเสบเรื้อรังนั้นได้รับการทดสอบในมนุษย์เรียบร้อยแล้วโดยอุตสาหกรรมส่วนตัวโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถใช้ได้ แต่นวัตกรรมโดยนักวิจัยที่สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียเพิ่มสัญญาณการยับยั้งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพทางคลินิกและประโยชน์ในการรักษาของการรักษาที่มีอยู่
"เราใช้อิเล็กโทรดที่มีความถี่กิโลเฮิรตซ์ซึ่งขัดขวางการนำกระแสประสาทที่ไม่ต้องการ นอกเหนือจากอิเล็กโทรดที่กระตุ้นการทำงานของเส้นประสาท" โรเบิร์ต บูเทรา ผู้วิจัยหลัก ศาสตราจารย์ที่ได้รับการแต่งตั้งร่วมกันในคณะวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ และแผนกวิศวกรรมชีวการแพทย์กล่าว “เราได้จัดเรียงทั้งสองไว้ใกล้กัน ดังนั้นอิเล็กโทรดบล็อกจึงบังคับให้การกระตุ้นจากอิเล็กโทรดกระตุ้นไปในทิศทางเดียวเท่านั้น”
นวัตกรรมของนักวิจัยสามารถนำไปใช้ในทางทฤษฎีได้อย่างรวดเร็วโดยการเพิ่มอุปกรณ์ทางคลินิกที่มีอยู่ จนถึงตอนนี้ การทดสอบในหนูได้ให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจมาก และพวกเขาก็ได้บรรลุผลโดยไม่ต้องใช้มาตรการที่รุนแรงมากขึ้นที่โดดเด่นในการทดลองอื่น ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาประเภทนี้ เช่น การทำหมัน การตัดส่วนของช่องคลอด
"การศึกษาดั้งเดิมในสัตว์เกี่ยวกับประโยชน์ในการต้านการอักเสบของการกระตุ้นเส้นประสาทเวกัสนั้นหันไปใช้การเปลี่ยนเส้นประสาทเพื่อให้เกิดการกระตุ้นตามทิศทางและเพิ่มประสิทธิภาพในการกระตุ้นเส้นประสาท แต่การตัดช่องคลอดนั้นไม่สามารถทำได้ในทางการแพทย์ เนื่องจากมีการทำงานของร่างกายที่สำคัญมากมายที่มันเฝ้าติดตามและควบคุม
"แนวทางของเราให้ประโยชน์ในการรักษาแบบเดียวกัน แต่ก็สามารถย้อนกลับควบคุมได้และเป็นไปได้ในทันที" นักวิจัยนำ Yogi Patel นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาวิศวกรรมชีวภาพกล่าว
“เราเรียกมันว่าการทำหมันเสมือน” Butera กล่าว
Patel, Butera และเพื่อนร่วมงานรายงานผลการศึกษาของพวกเขาในวารสาร รายงานทางวิทยาศาสตร์.
เส้นประสาทเวกัสคืออะไร?
เพื่อทำความเข้าใจว่าการปรับจูนแบบละเอียดทางชีวภาพแบบใหม่นี้ทำงานอย่างไร เรามาเริ่มกันที่เส้นประสาทเวกัสกันก่อน
มันอยู่นอกกระดูกสันหลังและวิ่งออกเป็นสองส่วนด้านหน้าคอของคุณทั้งสองข้าง ลืมได้ง่ายเพราะถึงแม้จะช่วยให้คุณรู้สึกถึงความรู้สึกที่จำกัด เช่น ความเจ็บปวดและความร้อนจากอวัยวะภายในจำนวนหนึ่ง ความรู้สึกเหล่านั้นไม่ได้โจ่งแจ้งและธรรมดาเท่ากับเมื่อคุณเอื้อมมือไปแตะบางสิ่งด้วยมือ
ระบบประสาทโดยสมัครใจหรือโซมาติกของคุณมีหน้าที่ในการเข้าถึง สัมผัส และความรู้สึก และเส้นประสาทวากัสเป็นระบบประสาทที่ไม่ได้ตั้งใจของคุณ ที่จริงแล้วเรียกว่าระบบประสาทอัตโนมัติ แม้ว่าคุณอาจได้รับผลโดยไม่รู้ตัว แต่คุณไม่สามารถอยู่รอดได้หากไม่มีเวกัส
“เส้นประสาทวากัสถ่ายทอดข้อมูลจำนวนมากอย่างไม่น่าเชื่อที่เกี่ยวข้องกับสถานะและการทำงานของอวัยวะภายใน—ทางเดินอาหาร หัวใจ ปอด ข้อมูลเกี่ยวกับสารอาหารที่คุณกิน—ทุกอย่างที่จำเป็นสำหรับสภาวะสมดุลทางสรีรวิทยา” Patel กล่าว .
เส้นประสาทวากัสเป็นเส้นชีวิตระหว่างศูนย์ควบคุมการทำงานที่สำคัญของสมองและอวัยวะภายในของคุณ ส่งข้อความระหว่างไฮโปทาลามัสและอวัยวะอย่างต่อเนื่องเพื่อควบคุมสิ่งต่างๆ เช่น ชีพจรและการหายใจ การหล่อลื่นของไซนัส และการจำกัดการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน
การตอบสนองภูมิคุ้มกันซึ่งกระทำมากกว่าปก
สิ่งสุดท้ายคือการอักเสบที่เข้ามา เพราะเป็นส่วนหนึ่งของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติของร่างกาย แต่เมื่อระบบภูมิคุ้มกันทำงานมากกว่าปกติ มันสามารถโจมตีไม่เพียงแต่เชื้อโรคแต่ยังสามารถโจมตีเนื้อเยื่อที่ไม่ติดเชื้อได้ เช่นเดียวกับผู้ป่วยที่ทุกข์ทรมานจากโรคต่างๆ เช่น ข้ออักเสบรูมาตอยด์ อาการลำไส้แปรปรวน หรือโรคโครห์น การบำบัดด้วยยามักไม่มีประโยชน์อย่างมาก
สองส่วนของระบบประสาทอัตโนมัติ (โดยไม่สมัครใจ)—ความเห็นอกเห็นใจและกระซิก—มีอิทธิพลอย่างมากต่อระบบภูมิคุ้มกันของคุณ เส้นประสาทวากัสเป็นของกระซิก
“มันเหมือนกับระบบกระดานหก ระบบประสาทขี้สงสารของคุณช่วยกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน และระบบประสาทกระซิกก็บรรเทาลง” Patel กล่าว
การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า: ข้อดีและข้อเสีย
การกระตุ้นเส้นประสาทวากัสสนับสนุนผลการแบ่งเบาบรรเทานั้น แต่ก็สามารถกระตุ้นส่วนหนึ่งของระบบประสาทที่กระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันได้เช่นกัน ซึ่งไม่เป็นผลหากคุณพยายามสงบสติอารมณ์
“ทุกวงจรมีเส้นทางที่มาจากสมองและอีกวงจรหนึ่งไปยังสมอง และเมื่อคุณกระตุ้นด้วยไฟฟ้า คุณมักจะไม่สามารถควบคุมได้ว่าจะได้รับสิ่งใด คุณมักจะได้รับทั้งสองอย่าง” Patel กล่าว เส้นทางเหล่านี้มักจะอยู่ในเส้นประสาทเดียวกันที่ถูกกระตุ้น
เส้นทางที่ออกจากสมองและไปยังอวัยวะอื่น ๆ ที่เรียกว่า efferent pathway เป็นเส้นทางที่กระตุ้นภูมิคุ้มกันให้เย็นลงและช่วยบรรเทาอาการอักเสบเรื้อรัง ส่วนที่ไปยังสมองซึ่งเรียกว่าทางเดินอวัยวะ (Afferent Pathway) หากถูกกระตุ้น จะนำไปสู่ไฮโปทาลามัส ซึ่งเป็นบริเวณขนาดเท่าเมล็ดถั่วในใจกลางสมองในที่สุด ที่กระตุ้นการตอบสนองของฮอร์โมน ในที่สุดก็ปล่อยไซโตไคน์ ส่งข้อความถึงโมเลกุลที่ส่งเสริมการอักเสบ
"คุณจะได้รับการตอบสนองต่อการอักเสบที่เพิ่มขึ้นเมื่อคุณกระตุ้นทางเดินของอวัยวะซึ่งกำลังถ่ายทอดข้อมูลเกี่ยวกับสถานะภายในของคุณและกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันเมื่อจำเป็น" Patel กล่าว “และถ้าผู้ป่วยอยู่ในสถานะภูมิคุ้มกันซึ่งกระทำมากกว่าปกอยู่แล้ว คุณไม่ต้องการที่จะผลักดันสิ่งนั้นไปมากกว่านี้อีก”
กระตุ้นลง (efferent) ในขณะที่ปิดกั้นการทำงานของเส้นประสาทเวกัสขึ้น (afferent) ให้ผลดีในขณะที่ป้องกันผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น ในสัตว์ที่ได้รับการรักษานี้ การตรวจเลือดพบว่าการอักเสบลดลงอย่างเห็นได้ชัด สิ่งสำคัญที่สุดคือสามารถเปิดหรือปิดการรักษานี้และปรับให้เข้ากับความต้องการของผู้ป่วยแต่ละรายได้
สถาบันสุขภาพแห่งชาติและมูลนิธิเพื่อนเอียนให้ทุนสนับสนุนงานนี้
ที่มา: เทคจอร์เจีย
หนังสือที่เกี่ยวข้อง:
at ตลาดภายในและอเมซอน
