Pulsos de ultrassom focalizados de baixa intensidade (LIFUP) para modular a dor

O LIFUP usa um único côncavo grande ou vários transdutores de ultrassom em uma tampa colocada no couro cabeludo para produzir sonicações de alta frequência (100 Hz) por 30 segundos por vez para 10 trens de pulsos. Ao contrário do ultrassom de diagnóstico tradicional, que constantemente transmite ultrassom e 'escuta' o eco para formar uma imagem, o LIFUP fornece o ultrassom em pacotes ou pulsos. Por razões que não são claras, o ultrassom pulsado faz com que os neurônios se despolarizem e disparem. Os ossos normalmente bloqueiam as ondas de ultrassom. Inteligentemente, no entanto, pode-se fornecer o ultrassom de várias fontes e usar o crânio como uma lente, para realmente moldar e focar o feixe convergente mais profundamente no cérebro.

O uso clínico do LIFUP, portanto, usa varreduras de ressonância magnética feitas antes da estimulação para posicionar e calcular como múltiplas pulsações ultrassônicas irão convergir em um local no cérebro (levando em consideração a dispersão óssea do feixe do crânio). Uma vez que um pequeno transdutor como no ultrassom de diagnóstico não pode causar descarga neuronal individualmente, com LIFUP o disparo neuronal pode ser focado tanto profundamente (2-12 cm sob a tampa; para comparação, TMS tradicional pode estimular 1-3,4 cm2 de profundidade (9, 10)) e focalmente (tão pequeno quanto 0,5 mm de diâmetro e até 1000 mm; a facilidade de uma bobina TMS em figura de 8 de 70 mm padrão comercialmente disponível é de aproximadamente 50 mm2; (9, 10)). Curiosamente, a largura de pulso da frequência de transporte de LIFUP (0,5ms) é surpreendentemente semelhante à usada em todas as outras terapias de neuromodulação pulsada (DBS: 0,6ms, ECT: 0,5ms; TMS: 0,2ms; VNS: 0,5ms), sugerindo que este prazo é mecanisticamente significativo. Este é um bom exemplo da ciência comum da estimulação cerebral que transcende os métodos individuais.

Os pesquisadores examinaram os efeitos do LIFUP em ambientes pré-clínicos e clínicos, confirmando sua capacidade de estimular com segurança o tecido neural(11-14), propondo mecanismos celulares para sua eficácia(13-19) e agora usando o LIFUP em pacientes humanos(20). Monti et ai. (2016) descreveram um estudo de caso em que usaram o LIFUP para estimular o tálamo de um paciente em coma.(20). Duas avaliações pré-LIFUP classificaram o paciente como estando em estado minimamente consciente (MCS). Após a sonicação, o paciente recuperou as funções motoras e oromotoras no dia seguinte, avançando para a compreensão e comunicação completas da linguagem, balançando a cabeça e balançando a cabeça. Cinco dias pós-LIFUP, o paciente tentou andar. Embora este estudo não tenha sido cego nem controlado por simulação, a primeira aplicação terapêutica do LIFUP em um paciente humano foi encorajadora e esperamos mais aplicações terapêuticas do LIFUP e possíveis ensaios clínicos no futuro. Se o LIFUP continuar a mostrar potencial clínico, tem potencial para suplantar o papel do DBS sem a necessidade de cirurgia. A principal barreira para o LIFUP substituir o DBS para aplicações clínicas é que, em geral, o DBS é usado de uma maneira em que o dispositivo é inserido e ligado constantemente sem tentar alterar fundamentalmente a dinâmica ou o comportamento do circuito para que você possa remover o dispositivo. Obviamente, os pacientes não podem usar permanentemente um capacete LIFUP. No entanto, na medida em que aprendemos a estimular de maneiras que alteram permanentemente o comportamento do circuito (LTD ou LTP) sem ablação, podemos substituir várias sessões de LIFUP que podem treinar e religar o cérebro em vez de implantar hardware permanentemente. O LIFUP certamente pode estimular profundamente, focalmente e de forma não invasiva e, portanto, pode ser um próximo passo importante no campo da estimulação cerebral.

Informações sobre a intervenção a ser estudada. Estaremos usando o dispositivo de pulsação de ultrassom focado de baixa intensidade Brainsonix. (BX Pulsar 1001). Consulte a descrição do fabricante (Resumo Técnico) juntamente com os apêndices sobre a segurança real do próprio dispositivo.