Choroba Parkinsona: „Adaptacyjny” implant mózgowy może usprawnić terapię
Choroba Parkinsona, schorzenie neurodegeneracyjne, charakteryzuje się takimi objawami, jak sztywność mięśni i drżenie kończyn, a także zaburzona równowaga, z których wszystkie z czasem ulegają pogorszeniu. Czy innowacyjne badania znalazły bardziej niezawodne narzędzie, które pomaga złagodzić te objawy?
National Institutes of Health (NIH) donosi, że około 50 000 osób w Stanach Zjednoczonych każdego roku otrzymuje diagnozę choroby Parkinsona.
Dostępne metody leczenia tego schorzenia są ukierunkowane na objawy i mają na celu poprawę jakości życia pacjentów.
Terapie te obejmują różne rodzaje leków, które mogą skupiać się zarówno na motorycznych, niemotorycznych skutkach choroby, jak i na głębokiej stymulacji mózgu, która może być oferowana jako alternatywna terapia osobom, które nie reagują dobrze na leki.
Podczas głębokiej stymulacji mózgu elektrody są chirurgicznie wszczepiane do mózgu. Są one połączone z urządzeniem przymocowanym do klatki piersiowej. Poprzez te implanty bodźce elektryczne są przekazywane do obszarów mózgu, które regulują ruch.
Jednak głęboka stymulacja mózgu ma - przynajmniej jak dotąd - pewne ryzyko i wady. Urządzenie działa w sposób ciągły i należy je zaprogramować tak, aby wysyłane przez nie bodźce były jak najlepiej dopasowane do potrzeb użytkownika.
Często urządzenia będą musiały zostać przeprogramowane przez specjalistę. Ponadto, ponieważ działają na bateriach, żywotność tych implantów jest ograniczona i ostatecznie trzeba je wymienić.
Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco - którego prace były wspierane przez National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) - dostrzega te wady i postanowił przetestować bardziej spersonalizowane implanty do głębokiej stymulacji mózgu.
Wyniki ich wysiłków - będących częścią inicjatywy Advancing Innovative Technologies (BRAIN) - zostały przedstawione w Journal of Neural Engineering.
Nowy rodzaj implantu stymulującego mózg
Naukowcy przetestowali rodzaj implantu, który reaguje i dostosowuje się do sygnałów z mózgu związanych z objawami występującymi w chorobie Parkinsona. Nie tylko rejestruje te dane wejściowe, ale robiąc to, dostosowuje się również do dostarczania odpowiedniej stymulacji w razie potrzeby.
„To pierwszy raz”, wyjaśnia autor badania, dr Philip Starr, „w pełni wszczepione urządzenie zostało użyte do adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu w zamkniętej pętli [niestałej] u pacjentów z chorobą Parkinsona”.
Projekt był krótkoterminową próbą wykonalności, w ramach której dwie osoby z chorobą Parkinsona zgodziły się otrzymać ten precyzyjnie dostrojony, adaptowalny implant do głębokiej stymulacji mózgu.
W tej próbie implant został zaprogramowany do monitorowania mózgu pod kątem sygnałów związanych z dyskinezą - lub mimowolnymi ruchami - co czasami występuje jako efekt uboczny głębokiej stymulacji mózgu.
Tak więc, gdy urządzenie wykryło oznaki dyskinezy, zmniejszyło stymulację mózgu. Z drugiej strony, gdy nie wykryto dyskinezy, stymulacja wzrastała. Strategia ta została obliczona w celu zmniejszenia skutków ubocznych związanych z tego typu terapią.
Wyniki badania wykazały, że ten rodzaj implantu był nie mniej skuteczny w łagodzeniu objawów choroby Parkinsona niż tradycyjna głęboka stymulacja mózgu.
Ponadto, ponieważ urządzenie to jest adaptacyjne i nie wysyła w sposób ciągły bodźców, naukowcy zauważyli, że oszczędza około 40 procent energii baterii, która normalnie byłaby zużywana podczas tradycyjnej stymulacji mózgu w otwartej pętli.
Ponieważ testy te były przeprowadzane tylko przez krótki okres czasu, badacze nie byli w stanie dokładnie ustalić, jak działał innowacyjny implant w porównaniu z bardziej tradycyjnymi urządzeniami do stymulacji mózgu, jeśli chodzi o przypadki dyskinez.
Jednak ze względu na zdolność adaptacji nowego implantu naukowcy mają nadzieję, że urządzenie do stymulacji w pętli zamkniętej wypadnie znacznie lepiej pod tym względem i prawdopodobnie doprowadzi do mniejszej liczby skutków ubocznych.
„Ważny pierwszy krok”
Dr Starr wyjaśnia również: „Inne projekty adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu rejestrują aktywność mózgu z obszaru przylegającego do miejsca, w którym następuje stymulacja, w zwojach podstawy mózgu, który jest podatny na zakłócenia spowodowane przez prąd stymulacji”.
„Zamiast tego” - kontynuuje - „nasze urządzenie odbiera sprzężenie zwrotne z kory ruchowej, z dala od źródła stymulacji, zapewniając bardziej niezawodny sygnał”.
Naukowcy są podekscytowani możliwościami, jakie otwiera to studium wykonalności, jeśli chodzi o poprawę terapii choroby Parkinsona, i już planują większe próby, aby przetestować długoterminową skuteczność urządzenia.
„Nowatorskie podejście zastosowane w tym studium wykonalności na małą skalę może być ważnym pierwszym krokiem w opracowaniu bardziej wyrafinowanego lub spersonalizowanego sposobu dla lekarzy na zmniejszenie problemów, z jakimi codziennie borykają się pacjenci z chorobą Parkinsona”.
Nick B. Langhals, dyrektor programowy w NINDS
Możesz obejrzeć wyjaśnienie dr Starra na temat innowacyjnych urządzeń do stymulacji mózgu na poniższym filmie.
