Безболезненные световые импульсы вместо электрических дефибрилляторов

19

сентября 2016

Безболезненные световые импульсы вместо электрических дефибрилляторов

Теги: Технологии , Разработки , Медицина

На экспериментах с мышами и смоделированным на компьютере человеческим сердцем, ученые выяснили, что безболезненные импульсы света могут также исправлять нерегулярное сердцебиение, как и суровое воздействие электрическим током. Другими словами, ученые разработали концепцию для имплантируемого светового дефибриллятора вместо электрического.

Современные методы лечения аритмии, опасного нарушения сердечного ритма, включают использование дефибриллятора в период остановки сердца (интенсивное воздействие электричеством), но электрические импульсы являются болезненными и потенциально вредными. Ученые из Университета Джона Хопкинса и Университета Бонна обнаружили альтернативу обычному дефибриллятору - имплантируемый оптический дефибриллятор.

Исследование основывается на оптогенетике (биологическая практика, которая предполагает использовать свет для контроля живой ткани, как правило, нейронов, которые были генетически модифицированы). Оптогенетику в прошлом уже использовали для доставки лекарств к клеткам мозга, изучения нейронов и изменения болевых порогов.

Нынешнее исследование основано на предыдущих исследования членов команды из Университета Бонна, которые использовали синий свет, чтобы вызвать аритмию у мышей. Для нового исследования, команда Университета Бонна пошла противоположным путем. Команда провоцировала аритмию у мышей, а затем производила одну секунду импульсы синего цвета, чтобы восстановить регулярный сердечный ритм.

Тобиас Брюгманн, один из ведущих авторов исследования, говорит, что это важный результат: "Он указывает на то, что с помощью эксперимента была доказана возможность использования света для дефибрилляции сердца". Другими словами, возможно использовать световую дефибрилляцию вместо электрической.

Команда из Университета Джона Хопкинса проверила эту гипотезу, проведя эксперименты на виртуальных человеческих сердцах. Используя компьютерную модель, созданную на базе данных МРТ пациента с сердечным приступом, исследователи обнаружили, что синий свет может предотвратить сердечную аритмию у человека. Еще лучших результатов они добились с красным светом, потому что у него большая длина волны, и в человеческом масштабе проблемы он работает лучше, чем синий свет.

В дополнении к демонстрации того, как оптогенетическая дефибрилляция может помочь пациенту (в виртуальной модели), моделирование также продемонстрировало как после воздействия светом коллективное электрическое поведение клеток сердца меняется, чтобы прекратилась аритмия. Об этом рассказала Наталья Траянова, руководитель исследования в Университете Джона Хопкисна.

Результаты многообещающие, но команда признается, что для внедрения технологии в медицинскую практику еще далеко.

Траянова сказала: "Мы работает над оптической дефибрилляцией сердца, когда на пациента с сердечным приступом можно будет воздействовать светом, и восстановить нормальное функционирование сердце нежным и безболезненным способом".

Соавтор исследования, Филипп Сасс, добавляет: "Новый метод все еще находится в стадии фундаментальных исследований." Если работа пойдет хорошо и дальше, то до появления имплантируемых оптических дефибрилляторов нам осталось ждать 5-10 лет.

Поделиться с друзьями