Открыт инновационный метод борьбы с эпилепсией
Российские исследователи предложили инновационный метод терапии эпилепсии, который может оказаться эффективным для пациентов, не реагирующих на классические способы лечения, основываясь на собственных уникальных открытиях. Информацию о результатах научной работы, опубликованной в журнале Computers in Biology and Medicine, распространил Российский научный фонд (РНФ).
Эпилепсия характеризуется внезапными и неконтролируемыми вспышками нейронной активности в мозге, что вызывает судорожные приступы. Современные медикаменты, направленные на регулирование функционирования нейронов, оказываются неэффективными примерно в 30% случаев, пояснили в пресс-службе РНФ.
Это связано с тем, что приступы могут быть обусловлены не только нейронами, но и астроцитами — поддерживающими и питающими нервные клетки. Однако до настоящего времени точная роль этих клеток оставалась неясной: стимулируют ли они нейронную сверхвозбужденность или, наоборот, уменьшают её.
Группа учёных из Нижегородского государственного университета имени Н. Лобачевского (Нижний Новгород), ИТ-кампуса "НЕЙМАРК" (Нижний Новгород) совместно с коллегами из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) разработала компьютерную модель, которая объединяет нейронную и астроцитарную сети.
Модель нейронов стала основываться на математической модели Ижикевича, точно воспроизводящей различные варианты активности нервных клеток. Модель астроцитов строилась на уравнениях, отражающих динамику концентраций ионов кальция и молекул инозитолтрифосфата.
Эти внутриклеточные процессы играют ключевую роль в генерации сигналов астроцитами. Исследование показало, что при высоком уровне нейронной активности во время приступа увеличивается содержание аминокислоты глутамата, стимулирующей астроциты.
В ответ астроциты выделяют молекулу, обладающую "тормозным" эффектом, которая снижает передачу возбуждающих сигналов между нейронами. Таким образом, внезапные вспышки активности нейронов способны самостоятельно прекратиться под влиянием астроцитов.
«Точная настройка нашей модели позволила добиться соответствия статистики возникновения припадков данным, полученным при наблюдениях за лабораторными животными с эпилепсией. Это окончательно подтвердило важнейшую роль астроцитов в инициировании и завершении эпилептических приступов», — отметила руководитель центра нейроморфных вычислений Университета "НЕЙМАРК" и директор НИИ нейронаук ННГУ имени Н. Лобачевского Сусанна Гордлеева.
Исследователи пришли к выводу, что скорость и эффективность астроцитарной регуляции перевозбуждения нейронов зависит от состояния самих астроцитов.
В связи с этим перспективные методы терапии эпилепсии могут быть направлены на усиление защитных и противосудорожных функций этих клеток. «То, что ещё недавно казалось фантастикой, сегодня становится достижимым благодаря трудам наших учёных.
Новое исследование служит ярким примером достижений нижегородской науки.