Науковці з Медичної школи Кека Університету Південної Каліфорнії та Каліфорнійського технологічного інституту (Калтех) успішно імплантували прозоре віконце в череп пацієнта і використовували функціональну ультразвукову візуалізацію (fUSI) для отримання високоякісних даних про мозок. Їхні результати опубліковані в журналі Science Translational Medicine. Цей точний і малоінвазивний метод може відкрити нові можливості для спостереження за пацієнтами та клінічних досліджень.
У дослідженні брав участь 39-річний Джаред Хагер, який отримав важку черепно-мозкову травму в 2019 році під час падіння зі скейтборду. Під час екстреної операції у нього видалили частину черепа, щоб зняти тиск на мозок. Протягом 2 років до встановлення імплантату він брав участь в інших дослідженнях під керівництвом Чарльза Лю, професора нейрохірургії в Медичній школі Кека.
Прозорий імплантат дозволив дослідникам проводити функціональну ультразвукову візуалізацію, яку неможливо виконати через традиційні імплантати. За словами Лю, можливість отримувати інформацію про мозкову активність через таке віконце є особливо корисною для лікування пацієнтів із неврологічними захворюваннями.
Перед операцією команда протестувала параметри fUSI на моделях і зібрала дані за участю Хагера під час виконання ним різних завдань, як-от розв’язування головоломок і гра на гітарі. Після встановлення імплантату дослідження було повторено, і результати показали, що вікно ефективно вимірює мозкову активність.
Поточні методи візуалізації мозку, такі як МРТ та ЕЕГ, мають свої обмеження: низька роздільна здатність, відсутність портативності або необхідність інвазивної операції. fUSI може запропонувати більш чутливу і точнішу альтернативу, яка не потребує імплантації електродів у мозок і є менш витратною.
Прозоре вікно також полегшує моніторинг пацієнтів після операцій. За словами Джонатана Руссіна, який також брав участь у дослідженні, прозорість імпланта дає змогу швидко виявити утворення тромбів під ним.
Команда вчених планує продовжити вдосконалювати методики fUSI і провести подальше дослідження за участю більшої кількості пацієнтів. Лю зазначив, що наступні кроки включають визначення конкретної функціональної інформації, яку можна витягти за допомогою нового методу, і її можливого застосування в клінічній практиці. Джаред Хагер продовжує співпрацю з дослідниками і допомагає їм удосконалити технологію лазерної спектроскопії, яка вимірює кровотік у мозку.