Мозгу требуется регулярная «очистка»: спинномозговая жидкость циркулирует внутри него и выводит токсичные отходы, неправильно расположенные клетки крови и другие вредные молекулы. Этот механизм может нарушаться с возрастом или после травм. Существующие подходы к решению проблемы либо инвазивны, либо требуют применения препаратов, которые могут быть небезопасны или неэффективны для человека.

Команда Стэнфорда предложила простое и безопасное решение — ультразвуковую терапию. Этот метод стимулирует циркуляцию спинномозговой жидкости, улучшает выведение отходов и снижает воспаление, при этом не требует лекарств или хирургического вмешательства.

Идея исследования возникла во время работы старшего автора Раага Айрана в Университете Джонса Хопкинса. Он изучал доставку препаратов через гематоэнцефалический барьер с помощью ультразвука. В одном из экспериментов он случайно оставил ультразвук включенным дольше, чем планировал, и заметил, что препарат сильнее распространялся в спинномозговой жидкости. Это случайное открытие подсказало, что ультразвук может активизировать естественную циркуляцию жидкости в мозге.

В Стэнфорде исследователи протестировали метод на мышах с имитацией инсульта. Геморрагический инсульт не только лишает клетки мозга кислорода, но и вызывает появление патологических клеток крови, которые блокируют циркуляцию спинномозговой жидкости и вызывают воспаление, способное повредить мозг. Команда проверяла, сможет ли ультразвуковое воздействие очистить спинномозговую жидкость и улучшить состояние здоровья животных.

У мышей, получивших три 10-минутных сеанса ультразвука, значительно снизилось количество крови в спинномозговой жидкости, уменьшилось воспаление и улучшилась подвижность. Выживаемость «обработанных» мышей составила 83%, тогда как без терапии лишь половина прожила более двух недель.

Изначально исследователи думали, что ультразвук просто перемешивает спинномозговую жидкость. Чтобы проверить это, они заблокировали в клетках чувствительные к вибрации каналы и увидели, что очистка больше не работает. Ученые поняли, что важна именно реакция клеток на вибрацию. Дальнейшие эксперименты показали два механизма: микроглия начинает разбирать лишние клетки и мусор, а астроциты стимулируют поток жидкости через мозг и гематоэнцефалический барьер, помогая эффективнее удалять отходы и снижать воспаление.

Если клинические испытания подтвердят эффективность ультразвуковой терапии, метод может стать новым инструментом для борьбы с нейродегенерацией.