Исследователи обнаружили, что устройства для стимуляции могут изменять температуру внутри мозга.

Отчет об исследовании, которое меняет парадигму представлений об активности головного мозга человека, был представлен в декабре 2022 года на собрании Американского общества эпилепсии в Вашингтоне, округ Колумбия.

Исследователи обнаружили, что физика этого явления окружающей среды также связана с активностью мозга. Они также обнаружили, что даже незначительное повышение температуры при стимуляции мозга может сильно изменить активность мозга с негативными последствиями.

Автор исследования Стивен Шифф, доктор медицинских наук, заместитель председателя по глобальному здравоохранению в области нейрохирургии Йельской школы медицины, прокомментировал его основные моменты журналу «Наука» в воскресенье.

Все формы электрической и магнитной стимуляции мозга отдают в нем тепловую энергию, потому что активность проводов генерирует тепло.

Согласно Шиффу и его соавторам, температурные изменения в мозге должны быть вызваны устройствами электрической стимуляции мозга, такими как глубокая стимуляция мозга, которые используются у пациентов с эпилепсией и болезнью Паркинсона.

На возбуждение нейронов также влияют изменения температуры в головном мозге.

Молекулярные насосы выстилают мембраны нервных клеток, электрически заряжая их энергией, высвобождаемой во время мозговой деятельности.

Исследователи продемонстрировали, что, если клетки нагреваются быстрее, чем могут приспособиться заряды, они могут производить больше или меньше нейронной активности, чем обычно.

Даже незначительные изменения температуры, вызванные электрической стимуляцией головного мозга (менее 1°С), могут вызывать значительные изменения активности нейронов.

«Нейроны могут замолчать, когда они разогреваются. Они могут стать очень возбужденными, если вы позволите им остыть до их средней температуры», — объясняет результаты исследования Шифф: «Наблюдение этих драматических эффектов на активность мозга от небольших изменений температуры означает, что теперь нам необходимо принимать во внимание такие небольшие изменения температуры».

Уильям Стейси, доктор медицинских наук, адъюнкт-профессор неврологии и биомедицинской инженерии в Мичиганском университете прокомментировал отчет, как независимый эксперт.

«Эта статья представляет собой настоящее проявление силы в объединении различных моделей физического поведения для пересмотра некоторых «старых стандартов»», — убежден ученый.

«Сочетание моделирования с умными экспериментами дало очень интригующий и неожиданный результат: тепло может подавлять возбуждение нейронов. Эта модель также может предоставить некоторые новые методы управления нейронной активностью», — заявил он.

Многие ученые уже выразили интерес в практическом применении исследования Шиффа для лечения судорог и нейромодуляции.