دانشمندان هشدار میدهند که بیماریهای مهلکی مانند آلزایمر و سرطان ممکن است به زودی با فناوریهایی مبتنی بر صداهایی که انسان قادر به شنیدن آنها نیست، قابل درمان شوند. امواج صوتی با فرکانسهای بالاتر از آستانه شنوایی انسان، که معمولاً تحت عنوان فراصوت یا اولتراسوند شناخته میشوند، سالهاست در مراقبتهای پزشکی به کار گرفته میشوند. این امواج نه تنها به پزشکان در تشخیص و نظارت بر بیماریها کمک میکنند، بلکه در قالب فناوری سونوگرافی امکان مشاهده جنین در رحم مادر را فراهم میآورند و از آن بهعنوان نخستین نگاه خانوادهها به اعضای جدید خود استفاده میشود.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، پیشرفتهای اخیر در زمینه فناوری فراصوت میتواند بیماران مبتلا به طیف گستردهای از بیماریها، از سرطان گرفته تا اختلالات عصبی مانند آلزایمر، را مستقیماً تحت تاثیر قرار دهد. ریچارد جی. پرایس، استاد مهندسی زیستپزشکی دانشگاه ویرجینیا، تحقیقات خود را بر چگونگی بهکارگیری «سونوگرافی متمرکز» برای درمان بیماریهای مختلف متمرکز کرده است. این روش با تمرکز انرژی صوتی در حجم بسیار کوچک، توانایی هدفگیری دقیق بافتهای بیمار را فراهم میکند و محققان در تلاشند کاربردهای درمانی آن را به حداکثر برسانند.
تاریخچه سونوگرافی متمرکز به بیش از هشت دهه پیش بازمیگردد، زمانی که دانشمندان دریافتند متمرکز کردن امواج فراصوت در حجمهایی به اندازه دانه برنج میتواند بافت مغز را گرم و نابود کند. این اثر مشابه تمرکز نور خورشید با ذرهبین برای سوزاندن یک برگ خشک است. از همان زمان، پژوهشگران به بررسی توانایی سونوگرافی متمرکز در درمان اختلالات عصبی، درد و سرطان پرداختند. با این حال، موانع فنی، مانند جذب انرژی توسط جمجمه، استفاده گسترده از این فناوری در کلینیکها را به تاخیر انداخت.
با پیشرفتهای بعدی، محققان با ترکیب آرایههای بزرگ مبدلهای سونوگرافی و اطلاعات تصویربرداری دقیق از ساختار جمجمه توانستند این مشکل را حل کنند. این تغییرات اجازه داد پرتوهای فراصوت با دقت بالا به اهداف مشخص برسند و استفاده بالینی از سونوگرافی متمرکز در دهههای اخیر واقعیت یافته است. امروزه صدها آزمایش بالینی برای درمان دهها بیماری مختلف با این فناوری تکمیل شده یا در حال انجام است. یکی از موفقیتهای قابل توجه، درمان بیماری لرزش اساسی است که موجب حرکات غیرارادی در دستها و گاهی سایر بخشهای بدن میشود.
لرزش اساسی، که با نامهای دیگر مانند لرزش خوشخیم یا لرزش خانوادگی نیز شناخته میشود، یک اختلال عصبی است که با انقباضات ریتمیک غیرارادی گروههای عضلانی ظاهر میشود و معمولاً بازوها، دستها و انگشتان را تحت تأثیر قرار میدهد. ریچارد پرایس معتقد است از هیجانانگیزترین کاربردهای سونوگرافی متمرکز میتوان به بهبود رساندن دارو به مغز، تحریک پاسخ ایمنی علیه سرطان و درمان بیماریهای نادر سیستم عصبی مرکزی اشاره کرد.
یکی از بزرگترین چالشها در درمان بیماریهای مغزی، سد خونی-مغزی است؛ این سد از سلولهایی تشکیل شده که بهطور محکم به هم متصل هستند و تنها اجازه عبور برخی مولکولها را میدهند تا مغز در برابر مواد مضر محافظت شود. این سد در درمان بیماریها محدودیت ایجاد میکند، زیرا مانع از رسیدن داروها به بافت مغز میشود. با این حال، بیش از دو دهه پیش مشخص شد که استفاده از پالسهای کمشدت اولتراسوند متمرکز میتواند با نوسان میکروحبابها در رگها، سد خونی-مغزی را بهطور موقت باز کرده و امکان ورود داروها به مغز را فراهم کند.
پس از سالها تحقیق و بهبود کنترل انرژی اولتراسوند، اکنون دستگاههایی با قابلیت استفاده بالینی برای باز کردن سد خونی-مغزی توسعه یافتهاند. آزمایشهای بالینی در حال انجام نشان میدهد که این روش میتواند داروها را برای درمان بیماریهایی مانند گلیوبلاستوما، متاستازهای مغزی و آلزایمر به مغز برساند. همزمان، پیشرفتهای قابل توجهی در ژندرمانی بیماریهای مغزی حاصل شده است. ژندرمانی که شامل اصلاح یا جایگزینی ژنهای معیوب است، معمولاً با سد خونی-مغزی روبرو میشود، اما مطالعات حیوانی نشان دادهاند که استفاده از سونوگرافی متمرکز میتواند مسیرهای ورود این درمانها به مغز را تسهیل کند.
از سوی دیگر، ایمنیدرمانی سرطان یکی دیگر از حوزههایی است که سونوگرافی متمرکز میتواند تغییرات بنیادین ایجاد کند. بسیاری از بیماران مبتلا به تومورهای جامد، از جمله سرطان پستان، پانکراس و گلیوبلاستوما، به ایمنیدرمانیهای سنتی پاسخ نمیدهند، زیرا تومورها از نظر ایمنی «سرد» هستند. پژوهشها نشان دادهاند که سونوگرافی متمرکز میتواند با تبدیل تومورها به بقایا و هدایت آن به غدد لنفاوی، پاسخ ایمنی هدفمند علیه سلولهای سرطانی ایجاد کند. دانشگاه ویرجینیا نیز در سال ۲۰۲۲، اولین مرکز ایمنی-انکولوژی سونوگرافی متمرکز جهان را برای پیشبرد تحقیقات در این حوزه راهاندازی کرد.
پیشرفتهای این فناوری همچنین امیدهای تازهای برای درمان بیماریهای نادر سیستم عصبی فراهم کرده است. یکی از این بیماریها، ناهنجاری CCM است که ضایعاتی در مغز ایجاد میکند و هنگامی که رشد کرده و خونریزی میکنند، علائم عصبی ناتوانکننده ایجاد مینمایند. درمانهای معمول شامل جراحی یا پرتودرمانی است، اما این روشها همواره با خطرات جدی همراه هستند. پرایس و تیمش دریافتهاند که سونوگرافی متمرکز میتواند علاوه بر بهبود دارورسانی به این ضایعات، حتی رشد CCM را بدون دارو در مدلهای حیوانی متوقف کند. با ادامه تحقیقات و پیشرفتهای بیشتر، پرایس امیدوار است که سونوگرافی متمرکز بتواند به یک گزینه درمانی مؤثر و ایمن برای بیماریهای نادر و ویرانگر تبدیل شود و انقلابی در روشهای درمانی پزشکی ایجاد کند.