Parkinsonova choroba: „Adaptívny“ mozgový implantát môže zlepšiť liečbu
Pre Parkinsonovu chorobu, neurodegeneratívny stav, sú charakteristické príznaky ako stuhnutosť svalov a chvenie v končatinách, ako aj porucha rovnováhy, ktoré sa zvyknú časom zhoršovať. Našiel inovatívny výskum spoľahlivejší nástroj, ktorý pomáha zlepšiť tieto príznaky?
Národné ústavy zdravia (NIH) uvádzajú, že približne 50 000 jednotlivcov v Spojených štátoch dostane každý rok diagnózu Parkinsonovej choroby.
Dostupné spôsoby liečenia tohto stavu sa zameriavajú na jeho príznaky s cieľom zlepšiť kvalitu života pacientov.
Tieto liečby zahŕňajú rôzne typy liekov, ktoré sa môžu zameriavať buď na motorické nemotorické účinky choroby, ako aj na hĺbkovú stimuláciu mozgu, ktorá sa môže ponúkať ako alternatívna liečba ľuďom, ktorí na lieky nereagujú dobre.
Pri hlbokej stimulácii mozgu sú elektródy implantované chirurgicky do mozgu. Sú spojené s prístrojom, ktorý je pripevnený k hrudníku. Prostredníctvom týchto implantátov sa prenášajú elektrické stimuly do oblastí mozgu, ktoré regulujú pohyb.
Hlboká mozgová stimulácia však - aspoň zatiaľ - priniesla určité riziká a nevýhody. Zariadenie pracuje nepretržite a musí byť naprogramované tak, aby vysielané podnety boli čo najlepšie prispôsobené potrebám nositeľa.
Zariadenia bude často potrebné preprogramovať odborníkom. Pretože sú napájané z batérií, životnosť týchto implantátov je obmedzená a nakoniec je potrebné ich vymeniť.
Tím na Kalifornskej univerzite v San Franciscu, ktorého prácu podporil Národný inštitút neurologických porúch a mozgovej príhody (NINDS), tieto nevýhody uznáva a vydal sa na testovanie prispôsobiteľnejších implantátov hĺbkovej stimulácie mozgu.
Výsledky ich snáh, ktoré boli súčasťou iniciatívy Brain (pokrok v inovatívnych technológiách), boli uvedené v Journal of Neural Engineering.
Nový typ implantátu stimulácie mozgu
Vedci testovali typ implantátu, ktorý reaguje a prispôsobuje sa signálom z mozgu, ktoré súvisia so symptómami pri Parkinsonovej chorobe. Nielenže registruje tieto vstupy, ale zároveň sa podľa potreby prispôsobuje tak, aby poskytoval primeranú stimuláciu.
„Toto je prvýkrát,“ vysvetľuje autor štúdie Dr. Philip Starr, „že na implantovanú (nekonštantnú) adaptívnu hĺbkovú stimuláciu mozgu u pacientov s ľudskou Parkinsonovou chorobou sa používalo úplne implantované zariadenie.“
Projekt bol krátkodobou skúškou uskutočniteľnosti, v ktorej dvaja ľudia s Parkinsonovou chorobou súhlasili s tým, že dostanú tento vyladený, prispôsobivý implantát hĺbkovej stimulácie mozgu.
V tejto štúdii bol implantát naprogramovaný tak, aby monitoroval mozog na signály spojené s dyskinézou - alebo nedobrovoľnými pohybmi - ktoré sa niekedy vyskytujú ako vedľajší účinok hlbokej mozgovej stimulácie.
Takže keď prístroj zachytil príznaky dyskinézy, znížil stimuláciu mozgu. Na druhej strane, keď sa nezistila dyskinéza, stimulácia sa zvýšila. Táto stratégia bola vypočítaná na zníženie vedľajších účinkov súvisiacich s týmto typom liečby.
Výsledky štúdie naznačili, že tento typ implantátu nebol pri znižovaní Parkinsonových symptómov o nič menej účinný ako tradičná hlboká stimulácia mozgu.
Pretože je toto zariadenie adaptívne a neprenáša neustále podnety, vedci poznamenali, že šetrí približne 40 percent energie batérie, ktorá by sa normálne spotrebovala pri tradičnej stimulácii mozgu v otvorenom cykle.
Pretože sa tieto testy uskutočňovali iba krátko, nebolo možné, aby vyšetrovatelia presne stanovili výkon inovatívneho implantátu v porovnaní s tradičnejšími prístrojmi na stimuláciu mozgu, pokiaľ ide o prípady dyskinézy.
Avšak vďaka adaptabilite nového implantátu vedci dúfajú, že stimulačné zariadenie s uzavretou slučkou by v tomto ohľade dopadlo oveľa lepšie a mohlo by viesť k menšiemu počtu nepriaznivých účinkov.
„Dôležitý prvý krok“
Dr. Starr tiež vysvetľuje: „Ostatné adaptívne návrhy hĺbkovej stimulácie mozgu zaznamenávajú mozgovú aktivitu z oblasti susediacej s miestom stimulácie, v bazálnych gangliách, ktoré sú náchylné na interferenciu zo stimulačného prúdu.“
"Namiesto toho," pokračuje, "naše zariadenie prijíma spätnú väzbu z motorickej kôry, ďaleko od zdroja stimulácie, a poskytuje spoľahlivejší signál."
Vedci sú nadšení z možností, ktoré táto štúdia uskutočniteľnosti otvára v súvislosti so zlepšením liečby Parkinsonovou chorobou, a už teraz plánujú rozsiahlejšie štúdie s cieľom otestovať dlhodobú účinnosť zariadenia.
„Nový prístup prijatý v tejto štúdii uskutočniteľnosti v malom rozsahu môže byť dôležitým prvým krokom pri vývoji rafinovanejšieho alebo personalizovanejšieho spôsobu, ako môžu lekári každodenne znižovať problémy, ktorým pacienti s Parkinsonovou chorobou čelia.“
Nick B. Langhals, programový riaditeľ spoločnosti NINDS
Vo videu nižšie si môžete pozrieť vysvetlenie Dr. Starra o inovatívnych zariadeniach na stimuláciu mozgu.
