טכנולוגיה חדשה מאפשרת שליטה במעגלים מוחיים ספציפיים באופן לא פולשני עם שדות מגנטיים, כך עולה ממחקר פרה-קליני של חוקרים מ-Weill Cornell Medicine, אוניברסיטת רוקפלר ובית הספר לרפואה של Icahn בהר סיני. הטכנולוגיה טומנת בחובה הבטחה ככלי רב עוצמה לחקר המוח וכבסיס לטיפולים נוירולוגיים ופסיכיאטרים עתידיים במצבים מגוונים כמו מחלת פרקינסון, דיכאון, השמנת יתר וכאב מורכב.
הטכנולוגיה החדשה של טיפול גנטי מתוארת במאמר שפורסם ב-9 באוקטובר ב התקדמות המדע. החוקרים ביצעו ניסויים בעכברים שהראו שהוא יכול להפעיל או לכבות אוכלוסיות נבחרות של נוירונים, עם השפעות ברורות על תנועות החיות. בניסוי אחד, הם השתמשו בו כדי להפחית תנועות חריגות במודל עכבר של מחלת פרקינסון.
אנו רואים בדעתנו שטכנולוגיה מגנוגנטית עשויה לשמש מתישהו כדי להועיל לחולים במגוון רחב של מסגרות קליניות."
ד"ר מייקל קפליט, סופר בכיר, פרופסור וסגן יו"ר כירורגיה נוירולוגית ב-Will Cornell Medicine ומנהל ניתוח הפרעות תנועה במרכז הרפואי ניו-יורק-פרסביטריאן/ווייל קורנל
המחקר היה שיתוף פעולה בין המעבדה של ד"ר קפליט לבין המעבדות של ד"ר ג'פרי פרידמן, הפרופסור של מרילין מ. סימפסון במעבדה לגנטיקה מולקולרית באוניברסיטת רוקפלר; וד"ר שרה סטנלי, עוזרת פרופסור במחלקה לרפואה בבית הספר לרפואה איקאן בהר סיני.
המחבר הראשון של המחקר היה ד"ר סנטיאגו אונדה, חוקר פוסט-דוקטורט במעבדתו של ד"ר קפליט.
שליטה במעגלי מוח בזמן אמת, באופן שמאפשר לבעלי חיים – או לבני אדם – לנוע כרגיל, הייתה מטרה מרכזית עבור מדעני מוח, אבל מטרה מאוד מאתגרת. במעבדה, טכנולוגיית אופטוגנטיקה, למשל, יכולה לגרום לנוירונים נבחרים להידלק או לכבות מיד עם פעימות אור, אך דורשת מנגנון פולשני כדי להעביר את פעימות האור הללו למוח. במרפאה, גירוי מוחי עמוק מאפשר אפנון של אזורי מוח, אך הדבר מצריך גם מכשיר מושתל קבוע וגם דיוק רב יותר נותר מטרה.
לאחר שעשו עבודה מוקדמת על טכנולוגיה מגנוגנטית כחלופה לגישות אחרות, ד"ר פרידמן וד"ר סטנלי איחדו כוחות עם ד"ר קפליט, חלוץ טיפולי גנים ממוקדי מוח, כדי לפתח שיטה מסוג זה עם פוטנציאל ליישומים קליניים .
הגישה המתקבלת משתמשת בטכניקות של ריפוי גנטי כדי לספק חלבון מהונדס בתעלת יונים לסוג רצוי של נוירון. חלבון תעלת היונים פועל למעשה כמתג להפעלה או כיבוי של נוירונים מושפעים, והוא רגיש לשדה מגנטי מכיוון שהוא כולל חלבון דמוי נוגדן שנדבק לחלבון טבעי לוכד ברזל בשם פריטין. בעוד שהריפוי הגנטי מועבר לאזורי מוח מדויקים באמצעות ניתוח זעיר פולשני, שדה מגנטי חזק מספיק יכול להפעיל מספיק כוח על אטומי הברזל הכלואים בפריטין כדי לפתוח או לסגור את התעלה – להפעיל את הנוירון או לעכב אותו, בהתאם העיצוב, ללא צורך במכשיר מושתל או תרופה.
בהוכחה אחת של הרעיון, הצוות הזריק את הטיפול הגנטי עבור הערוצים הרגישים מבחינה מגנטית לנוירונים ספציפיים בתוך אזור שולט בתנועה שנקרא סטריאטום בעכברים; לאחר מכן הם השתמשו בשדה המגנטי ממכונת הדמיה בתהודה מגנטית כדי להפעיל את הנוירונים ולהאט באופן ניכר, אפילו להקפיא, את תנועות העכברים. בניסוי אחר, הם הפחיתו את הפעילות העצבית באזור מוח שנקרא הגרעין התת-תלמי כדי לשפר את הפרעות התנועה במודל של עכבר פרקינסוניזם.
החוקרים הראו שהשיטה שלהם יכולה לעבוד גם כשמשתמשים במכשיר "גירוי מגנטי טרנסגולגולתי" הרבה יותר קטן וזול יותר, המשמש לעתים קרובות כיום במרפאה לטיפול בחולים עם דיכאון, מיגרנה ומצבים אחרים.
הניסויים לא חשפו בעיות בטיחות, והחוקרים מציינים ששדות מגנטיים סביבתיים רגילים יהיו חלשים מכדי להפעיל מתגים מגנוגנטיים בטעות.
הצוות מתכוון כעת לחקור יישומים קליניים פוטנציאליים, כולל טיפולים בהפרעות פסיכיאטריות ואפילו כאב כרוני בעצבים היקפיים. הם גם ימשיכו לחקור ולמטב את הטכנולוגיה המגנוגנטית עצמה.
"היכולת כעת לבצע מניפולציות כיווניות של פעילות המוח עם מערכת פשוטה יחסית זו תהיה חשובה מאוד כדי לעזור לנו להבין טוב יותר את העקרונות הבסיסיים כדי לעזור לקדם את הטכנולוגיה החדשה הזו," אמר ד"ר אונדה.
