Υπάρχει ένα «καλώδιο» μέσα στο ανθρώπινο σώμα που μεταφέρει περισσότερες πληροφορίες από οποιοδήποτε άλλο. Ξεκινά από τον εγκέφαλο, περνά από τον λαιμό, αγγίζει την καρδιά, τους πνεύμονες, το ήπαρ, το στομάχι και το έντερο, ενώ συμμετέχει σχεδόν σε κάθε ζωτική λειτουργία, από την αναπνοή και τον καρδιακό ρυθμό μέχρι τη φλεγμονή, τον μεταβολισμό και την ανοσολογική απόκριση.
Όταν βήχουμε ή φτερνιζόμαστε, αυτό το «καλώδιο» μπαίνει σε λειτουργία. Όταν εισερχόμαστε σε ένα σκοτεινό δωμάτιο και οι κόρες των ματιών μας διαστέλλονται για να αφήσουν να περάσει περισσότερο φως ή αν περνάμε από ένα αρτοποιείο και παραδινόμαστε στη μυρωδιά του φρεσκοψημένου ψωμιού, φταίει πάλι το «καλώδιο» – και αυτά είναι μερικά από τα πολλά που κάνει.
Αυτό το επίτευγμα ανοίγει τον δρόμο για μια νέα εποχή θεραπειών, όπου οι επιστήμονες δεν θα στοχεύουν μόνο μόρια αλλά τα ίδια τα ηλεκτρικά σήματα του σώματος.
Οι επιστήμονες το αποκαλούν πνευμονογαστρικό νεύρο ή vagus nerve (από τον λατινικό όρο «vagary» που σημαίνει περιπλάνηση) και είναι το μακρύτερο κρανιακό νεύρο και ένα από τα πιο περίπλοκα δίκτυα επικοινωνίας που δημιούργησε η φύση.
Για δεκαετίες η επιστήμη προσπαθούσε να αξιοποιήσει αυτό το δίκτυο χωρίς να διαθέτει έναν πραγματικό χάρτη του.
Ήξερε ότι υπάρχει αυτό το «οδικό δίκτυο», αλλά δεν γνώριζε όλες τις διαδρομές του.
Αυτό αλλάζει τώρα.
Ερευνητές του Feinstein Institutes for Medical Research στη Ν. Υόρκη με επικεφαλής τον καθηγητή Σταύρο Ζάνο, ο οποίος ηγείται του Translational Neurophysiology Laboratory στο Institute of Bioelectronic Medicine στο Feinstein Institutes for Medical Research παρουσίασαν την πρώτη ολοκληρωμένη τρισδιάστατη ανατομική χαρτογράφηση του ανθρώπινου πνευμονογαστρικού νεύρου.
Και αυτό είναι είδηση!
«Πρόκειται για μια παγκόσμια πρωτιά, για μια ψηφιακή βάση δεδομένων που αποκαλύπτει με πρωτοφανή λεπτομέρεια το πώς είναι οργανωμένες οι περίπου 100.000 νευρικές ίνες που αποτελούν το ανθρώπινο πνευμονογαστρικό νεύρο», λέει ο Δρ Ζάνος, ο οποίος θεωρείται εξπέρ της βιοηλεκτρονικής, στο WIRED Greece.
Σύμφωνα με τον ίδιο, αυτό το επίτευγμα ανοίγει τον δρόμο για μια νέα εποχή θεραπειών, όπου οι επιστήμονες δεν θα στοχεύουν μόνο μόρια αλλά τα ίδια τα ηλεκτρικά σήματα του σώματος.
Ο καθηγητής Ζάνος και οι συνεργάτες του προσπαθούσαν χρόνια να απαντήσουν σε μια φαινομενικά απλή ερώτηση: τι ακριβώς διεγείρουν όταν ενεργοποιούν το πνευμονογαστρικό νεύρο;
«Μέχρι τώρα, οι περισσότερες θεραπείες νευροδιέγερσης λειτουργούσαν σχεδόν “στα τυφλά”. Οι υπάρχουσες συσκευές ενεργοποιούσαν μεγάλο ή μικρό μέρος του νεύρου ταυτόχρονα, χωρίς να γνωρίζουν ποιες ίνες συνδέονται με ποιο όργανο. Ήταν σαν να προσπαθούσε κάποιος να ανάψει ένα φως σε ένα διαμέρισμα πατώντας τον γενικό διακόπτη μιας ολόκληρης πολυκατοικίας», αναφέρει.
Οι ερευνητές κατάφεραν να ενεργοποιήσουν επιλεκτικά νευρικές ίνες που σχετίζονται με τους πνεύμονες, μειώνοντας σημαντικά τη διέγερση των ινών που ελέγχουν τον λάρυγγα. Με άλλα λόγια, απέδειξαν ότι η θεραπεία με ρεύμα μπορεί να γίνει πολύ πιο στοχευμένη.
Αυτό μπορεί να είναι αποτελεσματικό, αλλά έχει κόστος.
Ασθενείς που υποβάλλονται σε διέγερση του πνευμονογαστρικού νεύρου μπορεί να εμφανίσουν ανεπιθύμητες ενέργειες όπως αλλαγές στη φωνή, βήχα ή ενόχληση στον λαιμό, επειδή ενεργοποιούνται ταυτόχρονα νευρικές ίνες που δεν σχετίζονται με τον θεραπευτικό στόχο.
Η ομάδα του καθηγητή Ζάνου θέλησε να το αλλάξει αυτό.
Πριν από τη δημιουργία του χάρτη, η ερευνητική ομάδα είχε ήδη δείξει σε πειραματικά μοντέλα ότι οι νευρικές ίνες που οδηγούν σε διαφορετικά όργανα βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές μέσα στο νεύρο. Οι ίνες προς τους πνεύμονες δεν είναι ίδιες με εκείνες προς την καρδιά και οι αισθητικές ίνες δεν είναι ίδιες με τις κινητικές.
«Η πληροφορία υπήρχε μέσα στο νεύρο. Το μόνο που έλειπε ήταν ο χάρτης», προσθέτει ο καθηγητής.
Ο χάρτης δημιουργήθηκε μετά από τρία χρόνια έρευνας, με ανάλυση 60 πνευμονογαστρικών νεύρων από 30 ανθρώπινους δότες. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν μέσω του προγράμματος REVA (Reconstructing Vagal Anatomy), το οποίο χρηματοδοτήθηκε με 6,7 εκατομμύρια δολάρια από τα National Institutes of Health (NIH), στο πλαίσιο του προγράμματος SPARC (Stimulating Peripheral Activity to Relieve Conditions).
«Η χαρτογράφηση συνοδεύτηκε από την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς ηλεκτροδίων νευροδιέγερσης. Συγκεκριμένα, αντί για τα δύο ηλεκτρόδια που διαθέτουν οι σημερινές κλινικές συσκευές, σχεδιάσαμε ένα εμφύτευμα πολλαπλών επαφών με δέκα ανεξάρτητα σημεία διέγερσης», περιγράφει ο Έλληνας επιστήμονας.
Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό.
Οι ερευνητές κατάφεραν να ενεργοποιήσουν επιλεκτικά νευρικές ίνες που σχετίζονται με τους πνεύμονες, μειώνοντας σημαντικά τη διέγερση των ινών που ελέγχουν τον λάρυγγα. Με άλλα λόγια, απέδειξαν ότι η θεραπεία με ρεύμα μπορεί να γίνει πολύ πιο στοχευμένη.
Αυτό ίσως ακούγεται σαν μια μικρή τεχνική βελτίωση. Στην πραγματικότητα, όμως, αλλάζει τα δεδομένα για έναν ολόκληρο κλάδο.
Σήμερα η διέγερση του πνευμονογαστρικού νεύρου χρησιμοποιείται ήδη σε ασθενείς με επιληψία και ανθεκτική κατάθλιψη, ενώ δοκιμάζεται σε δεκάδες ακόμη παθήσεις, όπως καρδιακή ανεπάρκεια, αρρυθμίες, ρευματοειδή αρθρίτιδα, νόσο του Crohn, πνευμονική υπέρταση, διαβήτη και παχυσαρκία.
Όπως λέει ο καθηγητής Ζάνος, η δημιουργία αυτού του χάρτη δεν ήταν απλή υπόθεση.
Για να διακρίνουν οι επιστήμονες τις περίπου 100.000 διαφορετικές ίνες-κάποιες με διάμετρο μόλις 0,5 μικρομέτρων- που περιέχει το ανθρώπινο πνευμονογαστρικό νεύρο χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό προηγμένων τεχνικών όπως μικροανατομική, micro-CT απεικόνιση (μικροτομογραφία ακτίνων Χ), ανοσοϊστοχημεία, υπερηχογραφία, τρισδιάστατη υπολογιστική μοντελοποίηση και ανακατασκευή.
Το αποτέλεσμα δεν είναι απλώς μια εικόνα. Είναι ένας λειτουργικός χάρτης που δείχνει πώς οι διαφορετικές ομάδες νευρικών ινών οργανώνονται μέσα στο ίδιο «καλώδιο», ένα είδος βιολογικού Google Maps, μόνο που αντί για δρόμους και κτίρια, περιγράφει τις διαδρομές που κάνουν οι πληροφορίες ανάμεσα στον εγκέφαλο και τα όργανα.
Η πρώτη εγκεκριμένη από τον FDA συσκευή διέγερσης του πνευμονογαστρικού νεύρου για τη ρευματοειδή αρθρίτιδα που αναπτύχθηκε στο Feinstein Institutes for Medical Research ήδη σηματοδοτεί από το 2025 την είσοδο αυτής της τεχνολογίας στην κλινική πράξη.
Ωστόσο, ο Δρ Σταύρος Ζάνος δεν ξεκίνησε την πορεία του με στόχο να δημιουργήσει έναν χάρτη του πνευμονογαστρικού νεύρου.
Η πορεία του μοιάζει περισσότερο με εκείνη ενός μηχανικού της βιολογίας παρά ενός συμβατικού γιατρού. Απόφοιτος της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, εκπαιδεύτηκε στην καρδιολογία, τη φυσιολογία και τη νευροεπιστήμη πριν αφιερωθεί στη βιοηλεκτρονική ιατρική, έναν χώρο όπου η κλινική γνώση συναντά τη βιοϊατρική μηχανική, τη μικροσκοπία υψηλής ανάλυσης και τις εμφυτεύσιμες τεχνολογίες.
Σήμερα ηγείται ερευνητικών προγραμμάτων που χρηματοδοτούνται από τα National Institutes of Health των ΗΠΑ και εστιάζουν στην ανάπτυξη θεραπειών ακριβείας για καρδιαγγειακές, μεταβολικές και ανοσολογικές παθήσεις μέσω της νευροδιαμόρφωσης.
Η συμβολή του αναγνωρίστηκε πρόσφατα με την εκλογή του ως Senior Member της National Academy of Inventors των ΗΠΑ, που είναι μια από τις σημαντικότερες διακρίσεις για επιστήμονες που μεταφράζουν τη βασική έρευνα σε τεχνολογίες με πραγματικό κοινωνικό αντίκτυπο.
Και δεν πρόκειται μόνο για μια ακαδημαϊκή αναγνώριση, αλλά για μια επιβεβαίωση ότι οι ιδέες που γεννιούνται στο εργαστήριο μπορούν να εξελιχθούν στις θεραπείες του αύριο. Στο πεδίο της βιοηλεκτρονικής ιατρικής όπου δραστηριοποιείται ο καθηγητής αποδεικνύεται ότι η επιστημονική ανακάλυψη μπορεί να μετατραπεί σε συσκευή και η συσκευή σε θεραπεία.
Τα δεδομένα της χαρτογράφησης του πνευμονογαστρικού νεύρου δεν παραμένουν κλειδωμένα σε ένα εργαστήριο.
Ήδη διατίθενται στην παγκόσμια επιστημονική κοινότητα μέσω της πλατφόρμας SPARC Science. Αυτό σημαίνει ότι ερευνητές σε όλο τον κόσμο μπορούν πλέον να σχεδιάζουν βάσει του χάρτη νέα εμφυτεύματα, νέα ηλεκτρόδια, νέους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης και νέες θεραπείες.
Η πρώτη εγκεκριμένη από τον FDA συσκευή διέγερσης του πνευμονογαστρικού νεύρου για τη ρευματοειδή αρθρίτιδα που αναπτύχθηκε στο Feinstein Institutes for Medical Research ήδη σηματοδοτεί από το 2025 την είσοδο αυτής της τεχνολογίας στην κλινική πράξη.
Όμως ο στόχος είναι ακόμη μεγαλύτερος.
Να μπορούν οι επιστήμονες μια μέρα να αντιμετωπίζουν ασθένειες ενεργοποιώντας τα σωστά νευρικά κυκλώματα, αντί να επιβαρύνουν ολόκληρο τον οργανισμό με φάρμακα.
Η ιστορία της επιστήμης έχει δείξει πως κάθε μεγάλη «επανάσταση» ξεκινά με έναν χάρτη.
Η γενετική είχε το Human Genome Project, η αστρονομία χαρτογράφησε το σύμπαν, η τεχνητή νοημοσύνη έχει τα δεδομένα. Τώρα και η βιοηλεκτρονική ιατρική απέκτησε τον δικό της χάρτη, ο οποίος δείχνει ότι το ανθρώπινο σώμα θα μπορεί μια μέρα να αντιμετωπίζεται ως ένα περίπλοκο δίκτυο σημάτων το οποίο οι επιστήμονες θα κατανοούν, θα χαρτογραφούν και τελικά θα προγραμματίζουν.
Ίσως η επόμενη γενιά θεραπειών να μην προέρχεται από χάπια, αλλά από ένα νέο μήνυμα που θα στέλνουμε στο ίδιο μας το σώμα.
Με την εγγραφή σας, συμφωνείτε με τους Όρους Χρήσης μας (συμπεριλαμβανομένης της παραίτησης από ομαδικές αγωγές και των διατάξεων διαιτησίας) και αναγνωρίζετε την Πολιτική Απορρήτου μας.
