Stymulacja ucha poprawia pracę mózgu. Nowa nadzieja dla pacjentów po udarze?

Co łączy ucho z możliwością sprawnego poruszania ręką? Okazuje się, że więcej, niż mogłoby się wydawać. Nerw błędny – główna magistrala łącząca mózg z narządami wewnętrznymi – ma swoją odnogę sięgającą małżowiny usznej. A jeśli w odpowiednim momencie dostarczyć mu przez nią impuls elektryczny, można wzmocnić sygnały płynące do ośrodków motorycznych. To nie science fiction, ale wynik precyzyjnego eksperymentu opisanego w Journal of Neuroscience.

Nerw błędny – zapomniany sojusznik rehabilitacji

→ Czytaj też: Wirtualna rzeczywistość i prąd. Hybrydowa terapia podwoiła tempo powrotu sprawności po udarze

Nerw błędny to jedna z najdłuższych i najbardziej rozgałęzionych struktur układu nerwowego. Odpowiada za pracę serca, płuc, układu pokarmowego – ale też za komunikację między trzewiami a mózgiem. Od dawna wiadomo, że jego stymulacja może pomóc w leczeniu padaczki czy depresji. Jednak dotychczas naukowcy nie wiedzieli, jak dokładnie oddziałuje ona na aktywność motoryczną w czasie rzeczywistym. Zespół kierowany przez Dane’a Donegana i Pauliusa Viskaitisa z Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu (ETH Zurich) postanowił to sprawdzić.

Eksperyment: ruch i impuls w idealnym momencie

→ Czytaj też: Mózg dziecka sam się naprawia. Nowe neurony rutynowo łamią własne DNA

Badacze zaprosili 36 zdrowych ochotników i poprosili ich o wykonywanie prostego zadania: na losowy sygnał z komputera mieli nacisnąć przycisk palcem lub powstrzymać się od ruchu. W tym samym czasie przez elektrodę umieszczoną w uchu podawano krótkie impulsy prądu – technikę nazywaną przezskórną stymulacją nerwu błędnego (taVNS).

Wyniki były jednoznaczne. Gdy stymulacja zbiegała się z momentem ruchu, aktywność w obszarach kory odpowiedzialnych za motorykę wzrastała natychmiast i mierzalnie. Co więcej, gdy elektrodę przesunięto w inne miejsce na uchu, efekt znikał. – To dowód na niezwykłą precyzję tej metody – komentuje Viskaitis.

Źrenica zdradza stan skupienia

Naukowcy nie poprzestali na obrazowaniu mózgu. Śledzili także reakcje źrenic uczestników. Okazało się, że podczas stymulacji połączonej z ruchem źrenice rozszerzały się w charakterystyczny sposób – sygnalizując stan podwyższonego pobudzenia i skupienia. – To dowód, że sygnały z nerwu błędnego aktywnie wprowadzają mózg w stan gotowości do nauki i przebudowy połączeń – tłumaczy Viskaitis.

Równie ważne jest to, czego nie zaobserwowano. Inne funkcje organizmu – tętno, ciśnienie, oddech – pozostawały niezmienione. Stymulacja nie wywoływała żadnych ubocznych, ogólnoustrojowych efektów. Działała jak precyzyjny wzmacniacz wyłącznie dla układu ruchu i uwagi.

Test na nieruchomych uczestnikach

Aby potwierdzić, że efekt nie wynika z samej woli ruchu, zespół przeprowadził drugi eksperyment. 19 osób pozostawało całkowicie nieruchomych, a naukowcy wywoływali aktywność motoryczną zewnętrzną metodą. Gdy podawano taVNS, u uczestników pojawiały się mimowolne drgania palców – bez żadnych zmian w innych parametrach fizjologicznych. To ostatecznie dowiodło, że stymulacja nerwu błędnego selektywnie aktywuje obwody ruchowe.

Co to oznacza dla pacjentów?

Odkrycie otwiera nowe możliwości w rehabilitacji neurologicznej, zwłaszcza u osób po udarze mózgu czy z urazami rdzenia kręgowego. Dziś fizjoterapia często opiera się na żmudnym powtarzaniu ruchów. Gdyby udało się wzmocnić każdy taki ruch dodatkowym impulsem elektrycznym, proces odbudowy połączeń nerwowych mógłby przyspieszyć.

Viskaitis zapowiada kolejne kroki: – Chcemy sprawdzić, czy te systemy, z którymi taVNS wchodzi w interakcję, korelują z długoterminowymi wynikami. Innymi słowy: czy ta interwencja prowadzi do lepszych osiągów motorycznych? Mamy nadzieję, że uda nam się zoptymalizować jej stosowanie, śledząc reakcje mózgu.

Na razie metoda jest testowana na zdrowych osobach. Ale jeśli kolejne badania potwierdzą jej skuteczność u pacjentów, być już wkrótce fizjoterapeuci zyskają nowe, nieinwazyjne narzędzie do walki o sprawność swoich podopiecznych. A wszystko zaczyna się od… ucha.