Неинвазивная транскраниальная ультразвуковая стимуляция: модуляция нейронных цепей и клинические перспективы

Низкоинтенсивная фокусированная транскраниальная ультразвуковая стимуляция (TUS) — новый неинвазивный метод, позволяющий с высокой пространственной точностью стимулировать как кору головного мозга, так и глубокие мозговые структуры. Этот метод обладает потенциалом для воздействия на различные области мозга и модуляции нейронных цепей способом, недостижимым при использовании традиционных методов магнитной или электрической стимуляции мозга. В основе нейромодуляции лежит механическое взаимодействие ультразвуковых волн с нейронами, в частности с клеточными мембранами и механочувствительными каналами. Это взаимодействие изменяет возбудимость нейронов в области стимуляции. В настоящем обзоре кратко изложены основные принципы физики ультразвука и физиологические механизмы нейромодуляции с помощью TUS. Рассмотрены экспериментальное оборудование и методики проведения TUS у человека. Из-за высокой фокусированности воздействия для точного выбора мишени при проведении экспериментов TUS важно сочетать различные методы, включая магнитно-резонансную томографию и системы нейронавигации под контролем магнитно-резонансной томографии. Далее представлен обзор современного состояния исследований нейромодуляции с помощью TUS, преимущественно у людей, с воздействием на кору головного мозга и глубокие подкорковые структуры. В заключение обозначены перспективы клинического применения TUS в психиатрии и неврологии.