Ringkasan: Para peneliti telah memperkenalkan teknik stimulasi otak non-invasif revolusioner yang disebut Ultrasound Frekuensi Rendah Intensitas Rendah Berpola (LILFUS). Metode inovatif ini dapat secara tepat menargetkan dan memodulasi area tertentu di otak, menawarkan alternatif yang menjanjikan dibandingkan metode tradisional stimulasi otak magnetik, listrik, dan bedah dengan risiko lebih kecil.
LILFUS mengaktifkan saluran kalsium mekanosensitif dalam astrosit, mempengaruhi plastisitas saraf, dan memungkinkan kontrol fungsi otak untuk peningkatan motorik dan aplikasi terapeutik potensial dalam berbagai gangguan neurologis. Kemajuan ini mewakili lompatan besar dalam neuroterapi dengan potensi untuk mengobati kondisi seperti depresi dan meningkatkan fungsi kognitif tanpa memerlukan prosedur invasif.
Fakta-fakta kunci:
Non-invasif dan tepat: LILFUS dapat menargetkan jaringan otak bagian dalam dengan presisi tinggi, mengatasi keterbatasan metode stimulasi otak yang ada.
Mekanisme aksi: Teknik ini bekerja dengan memodulasi plastisitas saraf melalui aktivasi saluran kalsium mekanosensitif pada astrosit.
Potensi terapeutik yang luas: Studi awal menunjukkan bahwa LILFUS dapat meningkatkan pembelajaran keterampilan motorik, menyarankan penggunaan dalam terapi rehabilitasi untuk stroke dan gangguan motorik, dengan potensi untuk mengobati berbagai gangguan neurologis.
Sumber: Institut Ilmu Pengetahuan Dasar
Kemampuan beradaptasi otak manusia terhadap perubahan internal dan eksternal, yang dikenal sebagai plastisitas saraf, menjadi dasar untuk memahami fungsi kognitif seperti memori dan pembelajaran, serta berbagai gangguan neurologis.
Penelitian baru yang dipimpin oleh tim yang dipimpin oleh Dr. PARK Joo Min dari Pusat Kognisi dan Sosialitas di Institute for Basic Science (IBS) memperkenalkan teknik baru yang dapat mengubah lanskap pengobatan gangguan otak.
Dengan penyelidikan lebih lanjut, LILFUS dapat disesuaikan untuk protokol stimulasi otak yang berbeda, sehingga menawarkan harapan untuk berbagai kondisi mulai dari gangguan sensorik hingga gangguan kognitif. Kredit: Berita Neurosains
Tim mengembangkan metode stimulasi otak non-invasif yang disebut Ultrasound Frekuensi Rendah Intensitas Rendah Berpola (LILFUS) yang memiliki potensi besar untuk menyebabkan perubahan fungsi otak dalam jangka panjang.
Secara tradisional, metode stimulasi otak magnetik dan listrik telah digunakan untuk memodulasi fungsi otak. Namun, metode ini memiliki keterbatasan yang membatasi resolusi spasial dan kedalaman penetrasi, sehingga sulit untuk menstimulasi wilayah otak tertentu secara tepat dengan efisiensi optimal.
Metode yang lebih invasif, seperti metode yang memerlukan prosedur pembedahan, menunjukkan kontrol yang sangat baik dan efek terapeutik untuk stimulasi otak dalam tertentu, namun memiliki risiko seperti kerusakan jaringan, peradangan, dan infeksi. Keterbatasan ini mendorong pencarian pendekatan alternatif yang dapat mengatasi keterbatasan tersebut dan memberikan modulasi fungsi otak yang lebih efisien dan tepat.
Dalam studi terbaru yang mengungkap IBS, para peneliti menggunakan USG untuk memungkinkan stimulasi yang tepat pada area tertentu di otak. Berbeda dengan gelombang elektromagnetik, USG memiliki keunggulan karena mampu menembus jauh ke dalam jaringan otak.
Para peneliti telah menemukan bahwa stimulasi ultrasonografi dapat memodulasi plastisitas saraf – kemampuan otak untuk memperbaiki dirinya sendiri – melalui aktivasi jalur molekuler utama. Secara khusus, penelitian ini menunjukkan efek USG pada saluran kalsium mekanosensitif dalam astrosit, yang mengontrol kemampuan sel untuk mengambil kalsium dan melepaskan neurotransmiter.
LILFUS dirancang berdasarkan parameter USG spesifik yang meniru pola gelombang otak osilasi theta (5 Hz) dan gamma (30 Hz) yang diamati selama proses pembelajaran dan memori.
Alat baru ini memungkinkan para peneliti untuk secara sewenang-wenang mengaktifkan atau menonaktifkan area tertentu di otak—penghancuran USG yang terputus-putus ternyata menghasilkan efek potensiasi jangka panjang, sementara pola yang terus menerus menyebabkan efek depresi jangka panjang.
Salah satu aspek yang paling menjanjikan dari teknologi baru ini adalah kemampuannya untuk memfasilitasi perolehan keterampilan motorik baru. Ketika para peneliti melakukan stimulasi ultrasonografi pada korteks motorik otak pada tikus, mereka mengamati peningkatan signifikan dalam pembelajaran keterampilan motorik dan kemampuan memperoleh makanan.
Menariknya, para peneliti bahkan mampu mengubah preferensi kaki depan tikus. Hal ini menunjukkan potensi penerapan terapi rehabilitasi untuk pasien stroke dan individu dengan gangguan motorik.
Implikasi dari penelitian ini melampaui fungsi motorik. Ini dapat digunakan untuk mengobati kondisi seperti depresi di mana perubahan rangsangan dan plastisitas otak merupakan ciri yang menonjol.
Dengan penyelidikan lebih lanjut, LILFUS dapat disesuaikan untuk protokol stimulasi otak yang berbeda, sehingga menawarkan harapan untuk berbagai kondisi mulai dari gangguan sensorik hingga gangguan kognitif.
Dr. Park berkata, “Studi ini tidak hanya mengembangkan teknologi regulasi saraf yang baru dan aman dengan efek jangka panjang, namun juga mengungkap perubahan mekanisme molekuler yang terlibat dalam regulasi saraf ultrasonik melalui pola gelombang otak.”
Dia menambahkan, “Kami berencana untuk melanjutkan penelitian lanjutan untuk menggunakan teknologi ini untuk mengobati gangguan otak yang terkait dengan eksitasi dan penghambatan otak yang tidak normal serta untuk meningkatkan fungsi kognitif.”
Tentang stimulasi otak ini dan berita dari penelitian neuroteknik
Pengarang: William Suh
Sumber: Institut Ilmu Pengetahuan Dasar
Kontak: William Suh – Institut Ilmu Pengetahuan Dasar
Gambar: Gambar dikreditkan ke Neuroscience News
Penelitian Asli: Akses terbuka.
“Bentuk plastisitas jangka panjang melalui pola masuknya gelombang otak yang dipicu oleh ultrasound” oleh PARK Joo Min dkk. Kemajuan ilmu pengetahuan
Abstrak
Bentuk plastisitas yang bertahan lama karena pola masuknya gelombang otak yang diinduksi oleh ultrasound
Mencapai modulasi saraf jangka panjang menggunakan USG berintensitas rendah dan frekuensi rendah merupakan suatu tantangan. Di sini, kami mengusulkan stimulasi ultrasonik ledakan theta (TBUS) dengan semburan gamma untuk entrainment otak dan modulasi plastisitas saraf di korteks motorik tikus.
Kami menunjukkan bahwa dua jenis TBUS, TBUS intermiten dan berkelanjutan, menginduksi potensiasi jangka panjang dua arah atau plastisitas seperti depresi yang dibuktikan dengan perubahan potensi bangkitan motorik.
Efek ini bergantung pada jalur molekuler yang terkait dengan plastisitas jangka panjang, termasuk N– reseptor metil-d-aspartat dan aktivasi faktor neurotropik otak/reseptor tropomiosin kinase B serta sintesis protein de novo.
Secara khusus, bestrofin-1 dan potensi reseptor sementara ankyrin 1 memainkan peran penting dalam efek jangka panjang ini.
Selain itu, pra-pelatihan TBUS meningkatkan perolehan keterampilan motorik yang sebelumnya tidak teridentifikasi. Penelitian kami mengungkapkan protokol yang menjanjikan untuk neuromodulasi ultrasonografi, memungkinkan modulasi fungsi otak non-invasif dan permanen.
+ There are no comments
Add yours