Naše skupina se zabývá neuromodulací, tedy možností ovlivňovat funkce nervové soustavy pomocí elektrických stimulů. Současné metody, jako hluboká mozková stimulace nebo stimulace bloudivého nervu, jsou účinné, ale velmi invazivní, náročné na chirurgii a dostupné jen na několika málo specializovaných pracovištích. To omezuje počet pacientů, kteří z nich mohou mít užitek. My se snažíme vyvíjet menší, jednodušší a snadněji implantovatelné neurostimulátory, které by mohli používat i lékaři mimo vysoce specializovaná centra. Zároveň hledáme cesty, jak neuromodulaci provádět zcela neinvazivně, tedy přes pokožku, bez nutnosti operace. Náš tým tvoří 15 pracovníků a spolupracujeme i s doktorandy, zahraničními stážisty nebo středoškolskými studenty v rámci soutěže SOČ. Atmosféra je přátelská a mladé kolegy bereme jako plnohodnotné členy týmu.
Naše vize jsou účinné neuromodulační terapie, méně invazivní a dostupné pro více pacientů. Typickým příkladem je fotovoltaická stimulace, kdy se implantát aktivuje červeným světlem, které proniká několik centimetrů do tkáně. Díky tomu není potřeba baterie, která obvykle tvoří až 85 % hmotnosti implantátu a musí se měnit každé 3–4 roky. Pacienti se tak vyhnou opakovaným operacím, což šetří jejich zdraví. Velkým přínosem je i to, že pacient si může terapii spustit sám. Na kůži přiloží svůj chytrý telefon, jehož světelný zdroj aktivuje implantát. Tento přístup přináší komfort – pacient nemusí podstupovat chirurgický zákrok. Terapie mohou být aplikovány ve více zdravotnických zařízeních. Je tak otevřena cesta k lepší dostupnosti léčby pro pacienty s neurologickými onemocněními, jako je Parkinsonova nemoc nebo epilepsie.
Za posledních deset let se nám podařilo posunout pohled na neuromodulaci – tedy způsoby, jak cíleně ovlivňovat nervovou činnost. Vyvinuli jsme vlastní technologii fotovoltaické stimulace, která využívá světlo k vytváření elektrických impulzů působících na nervové buňky. Tato metoda je chráněna patenty, byla úspěšně ověřena na zvířecích modelech a výsledky jsme představili v celé řadě významných studií. V oblasti elektrochemie jsme zpochybnili dlouhodobě přijímané dogma, že vyvážený proud je zcela bezpečný. Ukázali jsme, že i když je elektrický proud vyvážený a počet kladných a záporných nábojů se navzájem ruší, v okolí elektrod přesto vznikají chemické reakce. Ty mohou produkovat reaktivní formy kyslíku, například peroxid vodíku, který má potenciál poškozovat nervovou tkáň. Tento objev vzbudil velký ohlas a dnes je naše pracoviště známé právě díky tomu, že prokázalo komplexnost těchto procesů. Zároveň jsme tento jev dokázali využít ve prospěch pacientů. Optimalizovali jsme elektrody tak, aby generovaly více peroxidu vodíku, a tím je možné provádět elektrochirurgické zákroky mnohem přesněji. Vznikl tak tzv. Faradayův skalpel, který umožňuje cíleně ničit nervové buňky bez poškození cév. Tento postup je nadějný například u epilepsie. Místo „vypálení“ celé části mozku je možné provést jemnější a bezpečnější zásah. Další výsledky ukazují, že reaktivní formy kyslíku lze využít i v onkologii. Nádorové buňky jsou na tyto látky mnohem citlivější než zdravé, a proto je lze pomocí elektrod cíleně ničit. Dosáhli jsme dobrých výsledků u glioblastomu a díky spolupráci s komerční sférou se snažíme posunout tuto technologii blíže klinické praxi.
Dnes se soustředíme na tři klíčové směry. Prvním je fotovoltaická neurostimulace, kde hledáme vhodné klinické využití a zároveň jednáme o komercializaci patentů. Druhou oblastí je neinvazivní elektrostimulace. Ve spolupráci s nemocnicí u sv. Anny v Brně testujeme naše postupy na pacientech s Parkinsonovou nemocí, kteří mají dočasně zavedené elektrody do mozku. Díky tomu získáváme okamžitou zpětnou vazbu lidského mozku a můžeme přímo hodnotit účinnost našich metod. Třetí oblastí je elektrochemie, která nás dovedla od zkoumání bezpečnosti elektrod až k objevování nových možností v onkologické léčbě. Vedle toho pracujeme i s méně tradičními modely, například s hmyzem – sarančaty, šváby nebo pijavicemi. Tyto pokusy nám umožňují rychle a eticky testovat nové nápady ještě předtím, než přejdeme k drahým a náročným experimentům na hlodavcích nebo pacientech. Naše skupina má široký záběr a nebojí se pouštět ani do odvážnějších nápadů, pokud nám přijdou smysluplné.
