Ученые из Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии и Калифорнийского технологического института (Калтех) успешно имплантировали прозрачное окошко в череп пациента и использовали функциональную ультразвуковую визуализацию (fUSI) для получения высококачественных данных о мозге. Их результаты опубликованы в журнале Science Translational Medicine. Этот точный и малоинвазивный метод может открыть новые возможности для наблюдения за пациентами и клинических исследований.

В исследовании участвовал 39-летний Джаред Хагер, который получил тяжелую черепно-мозговую травму в 2019 году при падении со скейтборда. В ходе экстренной операции у него удалили часть черепа, чтобы снять давление на мозг. В течение 2 лет до установки имплантата он участвовал в других исследованиях под руководством Чарльза Лю, профессора нейрохирургии в Медицинской школе Кека.

Прозрачный имплантат позволил исследователям проводить функциональную ультразвуковую визуализацию, которую невозможно выполнить через традиционные имплантаты. По словам Лю, возможность извлекать информацию о мозговой активности через такое окошко особенно полезна для лечения пациентов с неврологическими заболеваниями.

Перед операцией команда протестировала параметры fUSI на моделях и собрала данные с участием Хагера во время выполнения им различных задач, таких как решение головоломок и игра на гитаре. После установки имплантата исследования были повторены, и результаты показали, что окно эффективно измеряет мозговую активность.

Текущие методы визуализации мозга, такие как МРТ и ЭЭГ, имеют свои ограничения: низкое разрешение, отсутствие портативности или необходимость инвазивной операции. fUSI может предложить более чувствительную и точную альтернативу, которая не требует имплантации электродов в мозг и является менее затратной.

Прозрачное окно также облегчает мониторинг пациентов после операций. По словам Джонатана Руссина, который также участвовал в исследовании, прозрачность импланта позволяет быстро обнаружить образование тромбов под ним.

Команда ученых планирует продолжить совершенствовать методики fUSI и провести дальнейшее исследование с участием большего числа пациентов. Лю отметил, что следующие шаги включают определение конкретной функциональной информации, которую можно извлечь с помощью нового метода, и её возможного применения в клинической практике. Джаред Хагер продолжает сотрудничество с исследователями и помогает им усовершенствовать технологию лазерной спектроскопии, которая измеряет кровоток в мозге.