Коснуться невидимого, услышать неслышимое

Заключение

Итак, к настоящему времени установлено, что фокусированный ультразвук может быть не только разрушающим агентом, как это знали и раньше: используемый в определенном режиме, он оказывает функциональное воздействие раздражающего или угнетающего характера.

Подобно тому как свет фокусируется отражающей вогнутой поверхностью, ультразвуковая энергия может быть сконцентрирована в определенном объеме, называемом фокальной областью, внутри которого энергия ультразвука распределяется неравномерно: наибольшая концентрация достигается в центре и спадает практически до нуля по краям. Такое распределение энергии реализует требование к раздражителю о необходимости строго локального воздействия. В зависимости от конкретной задачи исследования размеры фокальной области могут изменяться, например достигать долей миллиметра, а если учесть неравномерность распределения интенсивности в фокусе, то реальная область воздействия еще меньше.

Фокальная область может быть направлена в мягкие ткани организма на глубину, которая определяется фокусным расстоянием сферического излучателя. В связи с тем что акустические свойства мягких тканей близки к свойствам воды, создаются условия, когда можно воздействовать на определенные структуры в глубине организма, не влияя сколько-нибудь существенно на ткани, окружающие фокальную область. Предварительное оперативное вмешательство становится ненужным. Тем самым удовлетворяется требование к раздражителю о физиологичности воздействия.

Исследования показали, что стимуляцией фокусированным ультразвуком чувствительных точек кожи можно вызвать ощущения, появляющиеся у человека в ответ на естественные раздражения кожи, например ощущения тепла, холода, щекотки, тактильные ощущения и т. д.

Основным был и остается вопрос о нахождении тех действующих факторов, которые в каждом конкретном случае могут быть ответственны за появление того или другого функционального эффекта, в частности кожного ощущения определенной модальности. К выявлению этих факторов приходится подходить разными способами. Некоторые определялись измерением, например, температуры в фокальной области, интенсивности ультразвука и т. д., другие — на основе анализа результатов разных исследований, полученных, например, с ультразвуком нескольких частот. В результате подобного анализа сделан вывод, что в основе всех указанных выше кожных ощущений лежит механическое действие ультразвука. Были определены пороговые величины смещений, необходимых для получения тактильных, температурных и болевых ощущений. Полученные данные подтверждены опытами с применением неультразвуковых механических раздражителей. Опыты подтвердили, что ощущения тепла, холода и боль можно вызвать механической стимуляцией чувствительных точек.

Одним из своеобразнейших явлений, с которым постоянно сталкивается медицина и которое, с одной стороны, служит предупредительным знаком для того, чтобы человек защищался от грозящего неприятного воздействия, а с другой — приносит ему массу неприятностей, является боль. С помощью фокусированного ультразвука удалось обнаружить, что у человека можно выделить совершенно самостоятельные виды боли, отличающиеся друг от друга по локализации, величине порога, характеру иррадиации и субъективному описанию ощущения. Такого рода результаты дают основание надеяться, что при некоторых заболеваниях выявятся изменения болевых порогов, а это может оказаться важным для диагностики. Так, в клинико-физиологических исследованиях нами показано, что иногда одновременно с повышением порогов тактильных ощущений снижались пороги боли.

Перспективным направлением в исследовании болевой рецепции с помощью фокусированного ультразвука представляется оценка действия препаратов, которые избирательно блокируют боль. Контроль за эффективностью их действия мог бы быть осуществлен по изменению порогов боли.

Одним из ведущих ощущений человека, определяющих в значительной степени его социальный статус, является слух. По статистике известно, что до 4% населения страдают тугоухостью. Среди таких больных имеется значительное количество глухих в результате поражения рецепторных клеток ушного лабиринта. Этим больным не помогают современные слуховые аппараты, оперативное лечение и т. д. Использование фокусированного ультразвука дает основание надеяться на возможность слухового протезирования таких больных, минуя пораженный рецепторный аппарат.

В настоящее время получены экспериментальные данные, подтверждающие предположение о возможности действия ультразвука на волокна слухового нерва. Механизм такого действия пока не ясен. Обнадеживающими для введения слуховой информации глухим являются данные о функциональной сохранности у них части волокон слухового нерва при полной гибели рецепторного аппарата.

Оценка ультразвуком возможностей для электроимплантационного слухопротезирования представляется перспективной потому, что при этом не требуется оперативного вмешательства. Существенным остается вопрос о влиянии ультразвука при длительном воздействии. В этом направлении необходимы специальные исследования. Не менее серьезной представляется проблема обучения пользования новым протезом для наиболее оптимального и полного приема передаваемой информации.

Исследования по воздействию ультразвуком на сетчатку глаза пока не дают убедительных данных о возможности получить зрительные ощущения. Нет данных и о прямом раздражающем действии ультразвука на нейроны центральной нервной системы позвоночных животных, хотя для беспозвоночных такие данные получены. Описано действие фокусированного ультразвука на электрорецепторные структуры рыб, на структуры центральной нервной системы позвоночных, заключающееся в обратимом угнетении некоторых моторных реакций, и т. д. Получены данные об общих закономерностях функционального действия ультразвука на нервные структуры, что дает основание надеяться на реализацию управляющих и модулирующих влияний путем воздействия на различные структуры центральной нервной системы в эксперименте на животных.

Ультразвук удовлетворяет многим требованиям для оптимального искусственного стимула, однако, как уже указывалось, до настоящего времени неизвестны механизмы его непосредственного функционального действия на нервные структуры в тех случаях, когда оно не вызывается механическим фактором. При действии на волокна слухового нерва не исключено промежуточное преобразование ультразвукового стимула в электрический. Возможен тот же тип воздействия и на центральные нейроны моллюсков.

Фундаментальные и прикладные медико-биологические исследования с применением в качестве раздражителя фокусированного ультразвука уже достигли такого уровня, когда они нуждаются в периодической систематизации и целенаправленном развитии для изучения функциональных закономерностей организма. Вместе с тем результаты этих исследований свидетельствуют о необходимости их практического использования.