Parkinsonova choroba: „Adaptivní“ mozkový implantát může zlepšit terapii
Parkinsonova choroba, neurodegenerativní stav, je charakterizován příznaky, jako je svalová ztuhlost a třes v končetinách, stejně jako zhoršená rovnováha, které se časem zhoršují. Nalezl inovativní výzkum spolehlivější nástroj, který pomáhá tyto příznaky zlepšit?
Národní instituty zdraví (NIH) uvádějí, že přibližně 50 000 jedinců ve Spojených státech dostává každý rok diagnózu Parkinsonovy choroby.
Dostupné způsoby léčby tohoto stavu se zaměřují na jeho příznaky s cílem zlepšit kvalitu života pacientů.
Tato léčba zahrnuje různé typy léků, které se mohou zaměřit buď na motorické nemotorické účinky onemocnění, nebo na hlubokou stimulaci mozku, která může být nabízena jako alternativní léčba lidem, kteří na léky nereagují dobře.
Při hluboké stimulaci mozku jsou elektrody implantovány chirurgicky do mozku. Jsou připojeny k zařízení, které je připojeno k hrudníku. Prostřednictvím těchto implantátů se elektrické podněty přenášejí do oblastí mozku, které regulují pohyb.
Hluboká mozková stimulace však - přinejmenším zatím - přišla s určitými riziky a nevýhodami. Zařízení pracuje nepřetržitě a musí být naprogramováno tak, aby odesílané podněty byly co nejlépe přizpůsobeny potřebám nositele.
Zařízení bude často nutné přeprogramovat odborníkem. Protože jsou tyto implantáty napájeny bateriemi, je jejich životnost omezená a je nutné je nakonec vyměnit.
Tým na Kalifornské univerzitě v San Francisku, jehož práce byla podpořena Národním institutem pro neurologické poruchy a mozkové příhody (NINDS), tyto nevýhody uznává a vydal se k testování personalizovatelnějších implantátů pro hlubokou stimulaci mozku.
Výsledky jejich úsilí - které byly součástí iniciativy Advancing Innovative Technologies (BRAIN) - byly uvedeny v Journal of Neural Engineering.
Nový typ implantátu stimulace mozku
Vědci testovali typ implantátu, který reaguje a přizpůsobuje se signálům z mozku, které souvisejí s příznaky zažívanými při Parkinsonově nemoci. Nejen, že tyto vstupy registruje, ale také se podle potřeby přizpůsobuje, aby poskytoval vhodnou stimulaci.
„Je to poprvé,“ vysvětluje autor studie Dr. Philip Starr, „že pro pacienty s lidskou Parkinsonovou chorobou bylo pro uzavřenou smyčku [nekonstantní] adaptivní hlubokou stimulaci mozku použito plně implantované zařízení.“
Projekt byl krátkodobou studií proveditelnosti, ve které dva lidé s Parkinsonovou chorobou souhlasili s obdržením tohoto vyladěného, přizpůsobivého implantátu pro hlubokou stimulaci mozku.
V této studii byl implantát naprogramován tak, aby monitoroval mozek na signály spojené s dyskinezí - nebo nedobrovolnými pohyby - které se někdy vyskytují jako vedlejší účinek hluboké mozkové stimulace.
Když tedy zařízení zachytilo známky dyskineze, snížilo stimulaci mozku. Na druhou stranu, když nebyla detekována žádná dyskineze, byla stimulace zvýšena. Tato strategie byla vypočítána ke snížení vedlejších účinků souvisejících s tímto typem terapie.
Výsledky studie ukázaly, že tento typ implantátu nebyl při snižování Parkinsonových symptomů o nic méně účinný než tradiční hluboká stimulace mozku.
Vzhledem k tomu, že toto zařízení je adaptivní a nevysílá neustále podněty, vědci poznamenali, že šetří přibližně 40 procent energie baterie, která by se normálně spotřebovala během tradiční stimulace mozku s otevřenou smyčkou.
Vzhledem k tomu, že tyto testy byly prováděny pouze po krátkou dobu, nebylo možné vyšetřovatelům přesně určit, jak fungoval inovativní implantát ve srovnání s tradičními zařízeními pro stimulaci mozku, pokud jde o případy dyskineze.
Vzhledem k adaptabilitě nového implantátu však vědci doufají, že stimulační zařízení s uzavřenou smyčkou by v tomto ohledu dopadlo mnohem lépe a mohlo by vést k méně nepříznivým účinkům.
„Důležitý první krok“
Dr. Starr také vysvětluje: „Další adaptivní návrhy hluboké stimulace mozku zaznamenávají mozkovou aktivitu z oblasti sousedící s místem stimulace, v bazálních gangliích, které jsou náchylné k interferenci ze stimulačního proudu.“
"Místo toho," pokračuje, "naše zařízení přijímá zpětnou vazbu z motorické kůry, daleko od zdroje stimulace, a poskytuje spolehlivější signál."
Vědci jsou nadšeni cestami, které tato studie proveditelnosti otevírá, pokud jde o zlepšení léčby Parkinsonovou chorobou, a již plánují rozsáhlejší studie, aby otestovali dlouhodobou účinnost zařízení.
"Nový přístup přijatý v této studii proveditelnosti v malém měřítku může být důležitým prvním krokem při vývoji rafinovanějšího nebo osobnějšího způsobu, jak mohou lékaři denně snižovat problémy, kterým pacienti s Parkinsonovou chorobou čelí."
Nick B. Langhals, programový ředitel společnosti NINDS
Ve videu níže můžete sledovat vysvětlení Dr. Starra o inovativních zařízeních stimulujících mozek.
