Зміст
- Що таке глибока стимуляція мозку?
- Як електроди розміщуються в мозку?
- Як працює глибока стимуляція мозку?
- Це безпечно?
- Дослідження глибокої стимуляції мозку та хвороби Альцгеймера
- Короткий зміст впливу DBS на мозок
- Етичні міркування
Що таке глибока стимуляція мозку?
Глибока стимуляція мозку (DBS) - це процедура, коли електроди розміщуються всередині мозку і запрограмовані на видачу невеликих електричних імпульсів для стимулювання мозкової діяльності.
DBS застосовується протягом кількох років для людей із хворобою Паркінсона із значним успіхом у зменшенні тремору та скорочень м’язів, а також у покращенні постави. Він також досліджується для лікування інших захворювань, таких як депресія та обсесивно-компульсивний розлад.
Як електроди розміщуються в мозку?
Коротка відповідь: операція на мозку. Для того, щоб DBS був можливий, дроти повинні бути введені в мозок. За допомогою місцевої анестезії нейрохірург свердлить отвори в черепі пацієнта і обережно вводить дроти в різні ділянки мозку. (Місцева анестезія, коли пацієнт не спить, але ділянка тіла заніміла, може бути використана, оскільки мозок сам не може відчувати болю.)
Потім машину, схожу на кардіостимулятор, імплантують під загальним наркозом у грудну клітку людини, де він може в кінцевому підсумку подавати 130 мініатюрних електричних імпульсів в секунду до проводів і, як наслідок, до мозку. При початковій імплантації стимулятор вимикається; через кілька днів або тижнів після операції стимулятор включається і починає подавати електричні імпульси в мозок.
Коли вони використовуються для лікування хвороби Альцгеймера, ці дроти, як правило, пов’язані з форніксом мозку. Згідно з медициною Джонса Хопкінса, "форнікс є мозковим шляхом, що сприяє надходженню інформації до гіпокампу, тієї частини мозку, де починається навчання і створюються спогади, і де, як видається, виникають найдавніші симптоми хвороби Альцгеймера".
Як працює глибока стимуляція мозку?
Існує кілька теорій, чому це працює, але однозначної відповіді поки що немає. В Паркінсоні вважається, що він перериває і порушує несправний випал мозку.
Насправді розуміння дослідників DBS настільки обмежене, що можливість його використання при хворобі Альцгеймера була виявлена випадково, коли DBS тестувались на людині, яка хворіла ожирінням, як спосіб спробувати контролювати свій апетит. Коли вони випробовували його з розміщенням проводів та електричними імпульсами, він повідомив про яскраву пам'ять. Коли вони відключали імпульси, пам’ять зникала, а коли вони знову включали стимулятор, пам’ять поверталася. Це призвело до усвідомлення того, що, можливо, існує спосіб стимулювати роботу мозку та його спогадів.
Це безпечно?
DBS видається досить безпечним. Хоча думка про операцію на головному мозку звучить дуже ризиковано, експерти кажуть, що ця процедура насправді не така інвазивна, як здається. З хірургічним втручанням на мозку завжди є ризики; однак понад 100 000 людей у всьому світі з хворобою Паркінсона перенесли DBS з мінімальними проблемами. Ризики включають зараження, несправність обладнання, удар, несправність акумулятора та рух дроту.
Дослідження глибокої стимуляції мозку та хвороби Альцгеймера
Фаза I Дослідження
У 2010 році журнал «Annals of Neurology» опублікував дослідження, в якому викладено клінічне випробування фази I, проведене в Канаді з участю шести людей з діагнозом «рання хвороба Альцгеймера». Кожному з них був глибоко стимульований мозок, хірургічно імплантований у мозок, і вони переживали 12 місяців безперервної електростимуляції.Тестування їх когнітивного функціонування через 6 і 12 місяців показало поліпшення або менше, ніж очікувалося, зниження у трьох із шести учасників.
Крім того, ПЕТ-скани використовувались для оцінки метаболізму глюкози в головному мозку, що є здатністю мозку розщеплювати цукру для палива мозку, а також може бути показником рівня активності нейронів у мозку. Люди з хворобою Альцгеймера зазвичай демонструють зниження метаболізму глюкози з часом, але ці шість учасників дослідження продемонстрували збільшення, яке зберігалося протягом усього дослідження. Цікаво, що зниження здатності мозку розщеплювати цукор при хворобі Альцгеймера змусило деяких дослідників називати хворобу Альцгеймера «діабетом 3 типу».
Фаза II Дослідження
У дослідженні фази II, проведеному Джонсом Хопкінсом, 42 пацієнти у віці від 45 до 85 років брали участь у DBS для націлювання на хворобу Альцгеймера. Кожен з них пройшов операцію DBS для імплантації між 2012 і 2014 роками. У половини з них стимулятори були включені через 2 тижні, а у половини - через 12 місяців. Це було подвійне сліпе дослідження, оскільки ні лікарі, ні пацієнти не знали, коли активували стимулятори.
У цьому дослідженні пізнання оцінювали за допомогою численних тестів, включаючи ADAS-Cog 13. Обмін мозкового глюкози також вимірювали в різних областях мозку.
Результати цього дослідження були цікавими і не обов'язково очікуваними. Через 6 місяців після імплантації стимулятора мозковий метаболізм глюкози суттєво зріс, але ці досягнення не підтрималися через 12 місяців. Крім того, була відзначена вікова різниця у відповіді. Учасники, яким було старше 65 років, продемонстрували поліпшення когнітивного функціонування та метаболізму глюкози в мозку. Ті, хто не досяг віку 65 років, не продемонстрували суттєвого покращення в жодній області. Дослідники висунули теорію, що цей ефект, можливо, був пов'язаний з часом більшим погіршенням структури мозку у молодих людей із хворобою Альцгеймера (раннє настання Альцгеймера), порівняно з тими, що мали пізній початок хвороби Альцгеймера.
Короткий зміст впливу DBS на мозок
Вплив DBS на хворобу Альцгеймера вивчався в ході цих клінічних випробувань фази I та фази II, але інформація про те, як він впливає на мозок, також була зібрана з його використання в інших умовах, включаючи інші наукові дослідження та лікування хвороби Паркінсона. Були виявлені наступні ефекти:
Поліпшення загального пізнання:Дослідження DBS у людей з хворобою Альцгеймера призвели до покращення пізнання деяких учасників, як вимірювали багаторазові нейропсихологічні тести. Ці тести вимірюють кілька аспектів функціонування мозку, включаючи пам’ять, орієнтацію, розпізнавання слів тощо.
Збільшений обсяг гіпокампу:У той час як гіпокамп (частина мозку, пов’язана з пам’яттю) атрофується із наявністю старіння та, що є більш значним при хворобі Альцгеймера, виявлено, що DBS збільшує об’єм гіпокампу у хворих на Альцгеймера. Об'єм гіпокампа корелював з функціонуванням пам'яті.
Посилений метаболізм глюкози в мозку:Як підкреслювалося вище, деякі суб'єкти, які отримували DBS, продемонстрували покращений метаболізм глюкози в багатьох областях мозку.
Збільшений обсяг тіл форнікса та соскоподібних тіл:Форнікс і соскоподібні тіла в мозку (обидва вони пов'язані з функціонуванням пам'яті) продемонстрували збільшення обсягу після ДБС у пацієнтів з хворобою Альцгеймера.
Вищі рівні ацетилхоліну:DBS також був показаний у дослідженнях, щоб викликати вивільнення ацетилхоліну. Ацетилхолін допомагає передавати повідомлення від однієї нервової клітини до наступної в нашому мозку.
Збільшення просторової пам’яті:Після глибокої стимуляції мозку до форніксу щурів вони продемонстрували покращену просторову пам’ять у своїй здатності орієнтуватися в лабіринті. Хоча дослідження на тваринах не завжди передаються людям, вони часто дають нам уявлення про безпеку та ефективність експериментальних процедур.
Зниження мовної вільності:Глибока стимуляція мозку застосовується роками у людей із хворобою Паркінсона із суттєво позитивними результатами. Однак деякі дослідження виявили, що у деяких із цих людей рівень мовної вільності знизився. Хоча багато хто з хворобою Паркінсона вважають, що цей ризик вартий тієї переваги, яку забезпечує для них глибока стимуляція мозку. це може бути не так легко визнати вартим ризику для хворих на хворобу Альцгеймера.
Етичні міркування
Хоча було проведено багато досліджень на людях, деякі дослідники закликають до додаткових і розширених досліджень із використанням DBS на тваринах, перш ніж продовжувати більше досліджень з людьми. Вони зазначають, що, хоча були учасники дослідження DBS, які зазнали певного когнітивного поліпшення, було також кілька інших, які занепали в деяких когнітивних областях після глибокої стимуляції мозку.
Ці дослідники також підкреслюють той факт, що бракує розуміння того, як працює глибока стимуляція мозку; таким чином, вони рекомендують отримати більше інформації перед розширенням клінічних випробувань з людьми.
Слово з дуже добре
Глибока стимуляція мозку добре зарекомендувала себе як відповідне лікування хвороби Паркінсона; однак необхідні додаткові дослідження, щоб визначити його переваги при хворобі Альцгеймера. Потенціал DBS для когнітивного поліпшення є захоплюючим, особливо, оскільки ми продовжуємо намагатися знайти ефективне лікування хвороби Альцгеймера.
- Поділіться
- Перевернути
- Електронна пошта
- Текст