Болезнь Паркинсона: «адаптивный» мозговой имплант может улучшить терапию
Болезнь Паркинсона, нейродегенеративное состояние, характеризуется такими симптомами, как жесткость мышц и тремор в конечностях, а также нарушение баланса, которые со временем имеют тенденцию к ухудшению. Нашли ли инновационные исследования более надежный инструмент, который помогает облегчить эти симптомы?
Национальные институты здоровья (NIH) сообщают, что около 50 000 человек в Соединенных Штатах ежегодно получают диагноз болезни Паркинсона.
Доступные методы лечения этого состояния нацелены на его симптомы, чтобы улучшить качество жизни пациентов.
Эти методы лечения включают различные типы лекарств, которые могут фокусироваться либо на моторных, либо на немоторных эффектах заболевания, а также на глубокую стимуляцию мозга, которая может быть предложена в качестве альтернативной терапии людям, которые плохо реагируют на лекарства.
При глубокой стимуляции мозга электроды имплантируются в мозг хирургическим путем. Они подключены к устройству, прикрепленному к груди. Через эти имплантаты электрические стимулы передаются в области мозга, регулирующие движение.
Однако глубокая стимуляция мозга - по крайней мере, до сих пор - сопряжена с определенными рисками и недостатками. Устройство работает непрерывно и должно быть запрограммировано таким образом, чтобы посылаемые им стимулы наилучшим образом соответствовали потребностям пользователя.
Часто бывает необходимо перепрограммировать устройства у специалиста. Кроме того, поскольку они работают от батареек, срок службы этих имплантатов ограничен, и в конечном итоге их придется заменять.
Команда из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, работа которой была поддержана Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта (NINDS), признает эти недостатки и приступила к тестированию более индивидуализированных имплантатов для глубокой стимуляции мозга.
О результатах их усилий, которые были частью Инициативы по продвижению инновационных технологий (BRAIN), сообщалось в Журнал нейронной инженерии.
Имплантат для стимуляции мозга нового типа
Исследователи протестировали тип имплантата, который реагирует и настраивается на сигналы мозга, связанные с симптомами болезни Паркинсона. Он не только регистрирует эти входные данные, но и при этом адаптируется для обеспечения соответствующей стимуляции по мере необходимости.
«Это впервые, - объясняет автор исследования доктор Филип Старр, - что полностью имплантированное устройство было использовано для [непостоянной] адаптивной глубокой стимуляции мозга у пациентов с болезнью Паркинсона».
Проект представлял собой краткосрочное испытание осуществимости, в ходе которого два человека с болезнью Паркинсона согласились получить этот точно настроенный, адаптируемый имплантат для глубокой стимуляции мозга.
В этом исследовании имплант был запрограммирован на отслеживание в мозге сигналов, связанных с дискинезией - или непроизвольными движениями, - которые иногда возникают как побочный эффект глубокой стимуляции мозга.
Итак, когда устройство улавливало признаки дискинезии, оно уменьшало стимуляцию мозга. С другой стороны, когда дискинезия не обнаруживалась, стимуляция увеличивалась. Эта стратегия была рассчитана на уменьшение побочных эффектов, связанных с этим типом терапии.
Результаты исследования показали, что этот тип имплантата не менее эффективен в уменьшении симптомов Паркинсона, чем традиционная глубокая стимуляция мозга.
Кроме того, поскольку это устройство является адаптивным и не посылает стимулы постоянно, исследователи отметили, что оно экономит примерно 40 процентов энергии батареи, которая обычно потребляется во время традиционной стимуляции мозга без обратной связи.
Поскольку эти тесты проводились только в течение короткого периода времени, исследователи не могли точно установить, как инновационный имплантат работает по сравнению с более традиционными устройствами для стимуляции мозга, когда речь идет о случаях дискинезии.
Однако из-за адаптируемости нового имплантата исследователи надеются, что устройство стимуляции с обратной связью будет работать намного лучше в этом отношении и, возможно, приведет к меньшему количеству побочных эффектов.
«Важный первый шаг»
Кроме того, доктор Старр объясняет: «Другие конструкции адаптивной глубокой стимуляции мозга регистрируют активность мозга в области, прилегающей к месту стимуляции, в базальных ганглиях, которые чувствительны к помехам от тока стимуляции».
«Вместо этого, - продолжает он, - наше устройство получает обратную связь от моторной коры, вдали от источника стимуляции, обеспечивая более надежный сигнал».
Исследователи воодушевлены возможностями, которые открывает это технико-экономическое обоснование с точки зрения улучшения терапии болезни Паркинсона, и они уже планируют более масштабные испытания, чтобы проверить эффективность устройства в долгосрочной перспективе.
«Новый подход, принятый в этом небольшом технико-экономическом обосновании, может стать важным первым шагом в разработке более совершенного или персонализированного способа для врачей уменьшить проблемы, с которыми пациенты с болезнью Паркинсона сталкиваются каждый день».
Ник Б. Лэнгхалс, программный директор NINDS
Вы можете посмотреть объяснение доктора Старра об инновационных устройствах для стимуляции мозга в видео ниже.
