Smegenų stimuliavimas gali padėti pažinti Parkinsono ligą
Nauji tyrimai rodo, kad gilaus smegenų regiono žemo dažnio stimuliacija gali pagerinti kognityvinę funkciją pacientams, sergantiems Parkinsono liga (PD). Jei tiesa, išvados nustato smegenų stimuliacijos potencialą gydant kitas kognityvines ligas.
Naujas Ajovos universiteto neurologų ir neurochirurgų darbas pateikia pirmuosius tiesioginius žmogaus smegenų ryšio tarp mąstančio smegenų regiono ir regionų, susijusių su judėjimo valdymu, įrodymų.
Tyrėjai naudojo retus, intraoperacinius smegenų įrašus, kad surastų galimą sąsają tarp priekinės smegenų žievės ir gilesnės struktūros, vadinamos subtalamo branduoliu (STN).
Tyrimas, rastas internete žurnale Smegenys, rodo, kad STN stimuliavimas žemais dažniais pagerina PD pacientų efektyvumą atliekant paprastą kognityvinę užduotį, kurią paprastai sutrikdo PD.
"Nedažnai nustatote naują ryšį žmogaus smegenyse", - sakė Nandakumaras Narayananas, MD, daktaras, UI neurologijos profesorius ir vyresnysis tyrimo autorius.
„Apie tai, kad egzistuoja šis hipertiesinis kelias nuo prefrontalinės žievės iki STN, buvo aprišta maždaug dešimtmetį, tačiau tai yra pirmas kartas, kai eksperimentiškai parodome, kad jis egzistuoja ir veikia žmonėms.
"Mes taip pat sugebėjome parodyti, kad jei stimuliuojame STN, keičiame priekinę žievės veiklą ir manome, kad tai šiuo keliu", - sakė jis. "Ir jei mes stimuliuosime STN ir pakeisime žievės veiklą, mes iš tikrųjų galime pakeisti elgesį naudingu būdu, pagerindami pacientų kognityvinę veiklą".
Parkinsono liga yra progresuojanti neurodegeneracinė būklė, kuria serga maždaug milijonas žmonių JAV. Gilus smegenų STN stimuliavimas aukštais dažniais jau patvirtintas kai kurių PD sergančių pacientų judėjimo problemoms gydyti.
Be to, kad sukelia judėjimo problemų, PD taip pat veikia mąstymą ar pažinimą. Naujos išvados kelia galimybę, kad STN giluminė smegenų stimuliacija skirtingu (mažu) dažniu taip pat gali pagerinti kognityvinius simptomus esant PD, o galbūt ir kitoms neurologinėms bei psichiatrinėms ligoms.
Tyrimo metu komanda sugebėjo atvaizduoti STN ir žievės ryšį, „klausydamasi“ smegenų veiklos operacijų metu, kad implantuotų pacientams, sergantiems PD, giliųjų smegenų stimuliacijos (DBS) elektrodus.
NS neurochirurgas Jeremy Greenlee, MD, kasmet atlieka daugiau nei 30 tokių operacijų, o jo patirtis buvo gyvybiškai svarbi kartografavimo eksperimentui. Naudodamas specializuotus registravimo elektrodus, įdėtus į pacientų smegenis, Greenlee klausosi smegenų veiklos, kad galėtų tiksliai įdėti DBS įrenginį.
Tie elektrodai taip pat leidžia tiesiogiai registruoti smegenų veiklą eksperimentiniais tikslais pacientams, kurie budi procedūros metu, nepridėdami jokios rizikos. Tokie intraoperaciniai įrašai nėra labai dažni, tačiau Greenlee ir jo kolegos iš UI turi ilgametę šios technikos patirtį.
Operacijos metu pacientai atliko paprastą kognityvinę užduotį kaip būdą stimuliuoti vieną smegenų dalį, kartu registruodami elektrinį aktyvumą iš kitų prijungtų dalių. Klausymasis nervinės veiklos užduoties metu leido komandai susieti žemėlapį.
"Mes galėjome sukelti atsakymą, kad parodytume funkcinį ryšį", - paaiškina Greenlee. „Labai greitas atsakas rodo vienintelį tiesioginį sinapsinį ryšį - tai reiškia hipersuoginis.“
Nustatę, kad egzistuoja tiesioginis tiesioginis ryšys, mokslininkai toliau tyrė žemo dažnio STN stimuliacijos poveikį kognityviniams gebėjimams. Narayanano komanda naudoja labai paprastą mąstymo užduotį - tiksliai įvertindama trumpo laiko intervalo eigą - tirdama kognityvinius sutrikimus PD pacientams ir PD gyvūnų modelius.
Jie atrado, kad stimuliacija pagerina kognityvinę veiklą.
Vykdant tolesnius vizitus po operacijos, mokslininkai nurodė pacientams atlikti intervalų nustatymo užduotį, kai DBS stimuliatorius buvo nustatytas į vieną iš trijų nustatymų: aukšto dažnio (normalus judesiui valdyti), jokio stimuliavimo ar žemo dažnio nustatymą 4 Hz. Tik 4 Hz stimuliacija pagerino pacientų laiką atliekant laiko testą.
Tyrėjai mano, kad dažniai yra tarsi ryšio kanalai tarp tinklų. Jei du tinklai dirba kartu tuo pačiu dažniu, tai gali būti unikalus tinklų sąveikos ir informacijos perdavimo būdas.
Šaltinis: Ajovos universitetas / „EurekAlert“
