Naukowcy z Uniwersytetu Łódzkiego opracowali metodę stymulacji nerwu błędnego pozwalającą wpływać na pracę struktur mózgu odpowiedzialnych za pamięć i funkcje poznawcze. Oparte na niej urządzenie może wkrótce zrewolucjonizować terapie osób chorych na lekkie postacie Alzheimera. Jeszcze w tym roku będzie dostępne dla pacjentów.
Choroby neurodegeneracyjne należą do największych wyzwań współczesnej medycyny. Skutecznych metod ich leczenie poszukuje się od dekad. Nowe możliwości mogą się pojawić dzięki lepszemu zrozumieniu mechanizmów funkcjonowania mózgu i jego komunikacji z całym organizmem. Jednym z obszarów intensywnych badań jest nerw błędny – struktura, której rola w procesach poznawczych jeszcze do niedawna była niedoceniana. Naukowcy z Katedry Neurobiologii Uniwersytetu Łódzkiego badają jego wpływ na funkcje związane z pamięcią i uczeniem się, pokazując jednocześnie, jak badania podstawowe mogą prowadzić do praktycznych zastosowań medycznych.
Przez wiele lat w neurobiologii dominowało przekonanie, że mózg jest autonomiczną „centralą dowodzenia” odizolowaną od reszty organizmu. Najnowsze badania pokazują jednak, że komunikacja między mózgiem a ciałem jest znacznie bardziej złożona, a kluczową rolę w tym procesie odgrywa nerw błędny. Jest to najdłuższy z nerwów czaszkowych i ważny element przywspółczulnego układu nerwowego, odpowiedzialny za dwukierunkową wymianę informacji między mózgiem a większością narządów wewnętrznych – od serca i płuc po układ pokarmowy – tłumaczy dr hab. Renata Bocian.
Dotychczas przypisywano mu głównie funkcje związane z regulacją pracy organizmu, takie jak spowalnianie akcji serca czy wspieranie trawienia. Dlaczego więc nerw błędny stał się przedmiotem zainteresowania badaczy zajmujących się pamięcią i chorobami neurodegeneracyjnymi? Odpowiedź tkwi w jego wyjątkowej anatomii. Aż 80% włókien tworzących nerw błędny to włókna czuciowe, które nie wysyłają informacji z mózgu do ciała, lecz odwrotnie – nieustannie przekazują do niego sygnały płynące z naszych narządów. Informacje te docierają do określonych obszarów mózgu odpowiedzialnych między innymi za emocje, motywację, pamięć i uczenie się.
Aby zrozumieć znaczenie badań nad nerwem błędnym, warto przyjrzeć się procesom zachodzącym w zdrowym i chorym mózgu. W przebiegu choroby Alzheimera dochodzi do patologicznego gromadzenia się białek beta-amyloidu i tau, co prowadzi do przewlekłego stanu zapalnego, uszkodzenia neuronów oraz upośledzenia plastyczności synaptycznej – zdolności mózgu do wzmacniania i osłabiania połączeń między neuronami w odpowiedzi na nowe doświadczenia. To właśnie plastyczność synaptyczna stanowi podstawę uczenia się i zapamiętywania. Jej zaburzenie ogranicza zdolność mózgu do tworzenia i utrwalania nowych wspomnień.
Badania nad stymulacją nerwu błędnego wskazują, że pobudzanie jego zakończeń czuciowych impulsami elektrycznymi może uruchamiać procesy wspierające prawidłowe funkcjonowanie mózgu. Stymulacja wpływa między innymi na aktywność układu noradrenergicznego, zwiększając uwalnianie noradrenaliny oraz innych neuroprzekaźników, takich jak acetylocholina, które odgrywają kluczową rolę w procesach uczenia się i zapamiętywania – wyjaśnia dr hab. Renata Bocian.
Badania prowadzone w Katedrze Neurobiologii Uniwersytetu Łódzkiego pozwoliły lepiej zrozumieć, jak stymulacja nerwu błędnego wpływa na pracę struktur mózgu odpowiedzialnych za pamięć i funkcje poznawcze. Jednym z najważniejszych odkryć było określenie optymalnych parametrów stymulacji – częstotliwości, natężenia oraz czasu trwania impulsów elektrycznych – które pozwalają skutecznie i bezpiecznie modulować aktywność neuronów. Na tej podstawie, wraz z firmą Cogniguard, opracowano system Vguard – nieinwazyjne, domowe urządzenie do neuromodulacji nerwu błędnego, przeznaczone dla osób z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi oraz pacjentów we wczesnych stadiach choroby Alzheimera.
Innowacyjność tego rozwiązania polega na wykorzystaniu stymulacji nerwu błędnego bez konieczności przeprowadzania zabiegów chirurgicznych, które wiążą się z ryzykiem powikłań. System wykorzystuje specjalnie zaprojektowane elektrody douszne połączone ze stymulatorem, które podczas snu dostarczają precyzyjnie dobrane impulsy elektryczne pobudzające uszną gałąź nerwu błędnego. Wykorzystanie tego okresu nie jest przypadkowe – sen odgrywa kluczową rolę w procesach utrwalania informacji i prawidłowego funkcjonowania mózgu. Jednym z najważniejszych wyzwań prowadzonych badań było określenie takich parametrów stymulacji, które pozwalają z jednej strony skutecznie wpływać na mechanizmy neuronalne, z drugiej zapewniają bezpieczeństwo i komfort użytkowania – zauważa dr hab. Renata Bocian.
Rozwiązanie opracowane przez naukowców Uniwersytetu Łódzkiego otwiera nowe możliwości wykorzystania stymulacji nerwu błędnego w terapii chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera. Urządzenie jeszcze w tym roku ma być dostępne dla pacjentów.
MK, źródło: UŁ