От использования электрических рыб древними египтянами для лечения головных болей до изобретения кардиостимуляторов для регулирования сердечного ритма в 1950-х годах область биоэлектронной медицины, которая использует электрические сигналы вместо лекарств для диагностики и лечения заболеваний, продвинулась вперед и начала вступать в свои права. Где эта область сейчас? И каковы наиболее многообещающие возможности для новых методов лечения и диагностики, меняющих жизнь?

Новое исследование под руководством Имануэля Лермана, руководителя лаборатории Лермана Института Qualcomm Калифорнийского университета в Сан-Диего и кафедры анестезиологии Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, а также Центра передового опыта в области стресса и психического здоровья Министерства по делам ветеранов, дает некоторые ответы.

«Эта статья призвана стать дорожной картой будущего области биомедицины», — сказал Лерман. «Мы втыкаем флагшток в землю и говорим: «Вот что мы планируем сделать, и вот история, которая за этим стоит». Вот почему здесь 180 ссылок. Мы хотим убедиться, что у каждого есть ресурсы, которые могут понадобиться, чтобы иметь возможность понять и прочитать глубже, если они этого хотят».

Исследование опубликовано в журнале Bioelectronic Medicine .

Мир обещаний
Даже помимо все более сложных кардиостимуляторов, биоэлектронная медицина уже заняла свое место в современной медицине. Имплантируемые устройства были одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США для лечения двигательных расстройств, таких как болезнь Паркинсона (с помощью глубокой стимуляции мозга ); боли в спине и двигательной дисфункции, связанной с травмами (с помощью стимуляции спинного мозга); и случаев эпилепсии, депрессии, инсульта и мигрени (с помощью стимуляции блуждающего нерва, который помогает контролировать пищеварение, частоту сердечных сокращений, настроение и воспалительную реакцию организма).

Более поздние разработки включают неинвазивные методы, в которых нервная система может стимулироваться устройствами извне тела. Транскраниальная магнитная стимуляция, например, была одобрена для лечения депрессии в 2008 году. С тех пор ее показания расширились и теперь включают боль, связанную с мигренью, обсессивно-компульсивное расстройство , отказ от курения и тревожную депрессию.

Лерман и его коллеги видят впереди многообещающие перспективы.

В новой статье подчеркивается появление неинвазивных биоэлектронных методов. Этот подход не только позволяет избежать рисков, связанных с хирургическим вмешательством, но и предлагает некоторые явные преимущества по сравнению с фармацевтическими методами лечения, которые мы принимаем как должное.

«Неинвазивная нейромодуляция — это новая область, в которой, как мы считаем, есть большие возможности», — сказал Лерман, который также является поставщиком в UC San Diego Health. «Потенциал для масштабирования есть, поскольку устройство не нужно охлаждать. Это не лекарство. Все, что вам нужно, — это электричество для работы устройства или батарея. И оно может использовать собственную систему организма для подавления воспаления».

Кроме того, сочетание биоэлектронных медицинских устройств с датчиками может создать саморегулирующиеся системы «замкнутого цикла», которые могут подстраиваться под потребности человека. Будучи больше не привязанными к стандартной дозе препарата, биоэлектронные устройства могли бы по-настоящему предоставлять индивидуализированную медицину, непрерывно корректируя дозы на основе обратной связи от биомаркеров пациента.

Хотя для создания подобных замкнутых систем еще предстоит проделать большую работу, Лерман и его коллеги рассматривают их как потенциально революционный подход к лечению.

Авторы нового исследования биоэлектронной медицины видят потенциал в биоэлектронных медицинских системах, которые непрерывно считывают сигналы пациента, а затем непрерывно изменяют лечение. Источник: Bioelectronic Medicine (2025). DOI: 10.1186/s42234-024-00163-4
Уникальные возможности
Даже за пределами этих рамок биоэлектронная медицина может открыть новые революционные возможности.

Одна из заманчивых возможностей — использование биоэлектронной медицины в качестве диагностического инструмента. Предыдущие исследования предполагали, что организм вырабатывает уникальный ответ на каждый инфекционный агент с течением времени. Таким образом, эти «временные ряды» могут точно предсказать возбудителя болезни и могут быть использованы для руководства эффективным лечением.

«Цель состоит в том, чтобы создать библиотеку патогенов», — сказал Лерман, — «в которой мы сможем идентифицировать сигнатуру каждого патогена, а затем попытаться вмешаться с помощью правильного объема нейромодуляции, чтобы воспрепятствовать воспалению, связанному с этой инфекцией, и сделать эту инфекцию менее серьезной».

Признаки заболевания были выявлены в данных о форме волн (ЭЭГ, респирограмма, температура), но Лерман и его коллеги предполагают, что мониторинг активности блуждающего нерва и других нервов в автономной (непроизвольной) нервной системе может предоставить ключевую информацию для этих исследований.

Еще одна область, где биоэлектронная медицина может оказать огромное влияние, — это психическое здоровье. Недавние исследования выявили, что воспаление и иммунная система играют ключевую роль в ряде состояний психического здоровья.

«Расстройства психического здоровья, включая посттравматическое стрессовое расстройство, большое депрессивное расстройство и общее тревожное расстройство, по сути, тесно связаны с «нейроиммунной осью» и регуляцией воспаления», — сказал Лерман. «Известно, что при определенных нейровоспалительных расстройствах, таких как длительный COVID и некоторые типы болезни Паркинсона, происходят и другие патологические процессы в блуждающем нерве».

Многие различные вирусы и/или патогенные компоненты могут передаваться из кишечника через блуждающий нерв в мозг или, из-за воспаления в кишечнике, вызывать периферическое воспаление, которое также вызывает проблемы в мозге.

Лерман предполагает, что биоэлектронная медицина может оценивать воспаление мозга, чтобы измерять тяжесть расстройств психического здоровья и использовать ее для их лечения с помощью точной необходимой дозировки. Автономная нейрография (АНГ) готова быть особенно полезной в клинических испытаниях; она будет объективно стратифицировать тяжесть психического здоровья, предоставляя клиническим испытаниям точную медицинскую меру, которая может направлять конкретные методы лечения.

«Нам еще предстоит много работы, — сказал Лерман, — но эти системы следующего поколения обладают большим потенциалом для новых направлений индивидуализированного и адаптивного лечения».