Ovaj mozak se često koristi za liječenje Parkinsonove bolesti
Zvuči kao nešto od proizvođača Star Treka, ali istraživači vide kako se mogu pojaviti mogućnosti pomoću dubokog stimuliranja mozga za ljude koji imaju blagu Alzheimerovu bolest . I, u svijetu gdje su lijekovi dostupni, ali prednosti su ograničene, ključno je nastaviti razvijati alternativne terapije za liječenje i sprječavanje Alzheimerove bolesti.
Što je duboko stimuliranje mozga?
Deep Brain Stimulation (DBS) je postupak u kojem se elektrode smještaju u mozak i programiraju da daju male električne impulse da stimuliraju aktivnost mozga.
DBS se koristi već nekoliko godina za osobe s Parkinsonovom bolesti s velikim uspjehom u smanjenju tremorih i kontrakcija mišića, kao i poboljšanju držanja. Također se istražuje kako liječiti druge medicinske uvjete, kao što su depresija i opsesivno-kompulzivni poremećaj .
Kako su elektrode stavljene u mozak?
Kratak odgovor: kirurgija mozga. Kako bi DBS bio moguć, žice moraju biti umetnute u mozak. Koristeći lokalnu anesteziju , neurokirurg probija rupice u lubanju pacijenta i pažljivo gura žice u različita područja mozga. (Lokalna anestezija, kada je bolesnik budan, ali područje tijela je umrljano, može se koristiti jer se mozak ne može osjećati nikakvu bol.)
Stroj sličan pacemakeru ugrađuje se u opću anesteziju u grudi osobe gdje na kraju može isporučiti 130 minijaturnih električnih impulsa u sekundi žicama i, prema tome, mozgu. Kada je u početku implantiran, stimulator je isključen; nekoliko dana ili tjedana nakon operacije, stimulator je uključen i počinje isporučiti električne impulse u mozak.
Kada se koristi za liječenje Alzheimerove bolesti, te žice obično su povezane s fornixom u mozgu. Prema Johns Hopkins Medicine, "fornix je put mozga instrumentalan u dovođenju informacija u hipokampus , dio mozga u kojem počinje učenje i sjećanja , i gdje se pojavljuju najraniji simptomi Alzheimerove bolesti."
Kako djeluje duboko stimuliranje mozga?
Postoji nekoliko teorija o tome zašto to funkcionira, ali još uvijek ne postoji konačan odgovor. U Parkinsonovu se smatralo da prekidaju i ometaju neispravno pucanje mozga.
Zapravo, istraživačima je razumijevanje DBS-a toliko ograničeno da je mogućnost korištenja Alzheimerove bolesti slučajno otkrivena kada je DBS bio testiran na muškarca koji je morbidno pretilo kao način pokušavanja kontrole apetita. Dok su ga ispitivali žičanim plasmanom i električnim impulsima, izvijestio je živo sjećanje. Kad su ugasili impulse, memorija je otišla, a kad su ponovno uključili stimulator, memorija se vratila. To je dovelo do spoznaje da možda postoji način stimuliranja mozga i uspomena koje drži.
Da li je sigurno?
DBS je prilično siguran. Iako misao kirurgije mozga zvuči vrlo rizično, stručnjaci kažu da taj postupak zapravo nije invazivan kao što zvuči.
U mozgu uvijek postoji rizik; međutim, preko 100.000 ljudi diljem svijeta s Parkinsonovom bolesti prošlo je DBS s minimalnim problemima. Rizici uključuju infekciju, kvar u opremi, udar, kvar baterije i kretanje žice.
Istraživanja o dubokom stimuliranju mozga i Alzheimerove bolesti
Istraživanje faze I
U 2010. godini časopis Annals of Neurology objavio je istraživanje u kojem je prikazano kliničko ispitivanje faze I provedeno u Kanadi s šest osoba s dijagnozom rane Alzheimerove bolesti. Svaki je imao duboki mozak stimulator kirurški ugrađen u mozak i doživio 12 mjeseci neprekidne električne stimulacije.
Testiranje njihovog kognitivnog funkcioniranja u 6 i 12 mjeseci pokazalo je poboljšanje ili manje od očekivanog pada u tri od šest sudionika.
Dodatno, PET scani korišteni su za procjenu metabolizma mozga glukoze, što je sposobnost mozga da razgrađuje šećere za gorivo u mozgu i može također biti pokazatelj razina aktivnosti neurona u mozgu. Osobe s Alzheimerovim tvarima obično pokazuju smanjenje metabolizma glukoze tijekom vremena, no ova šest sudionika istraživanja pokazala je porast koji se održava tijekom studije. Zanimljivo je da opadanje sposobnosti mozga da razbije šećer u Alzheimerovoj bolesti uzrokovalo je neke istraživače da nazovu Alzheimerov " dijabetes tipa 3 ".
Istraživanje faze II
U studiji faze II kroz Johns Hopkins, 42 bolesnika od 45 do 85 godina sudjelovalo je u DBS-u kako bi ciljale Alzheimerovu bolest. Svaki je podvrgnut operaciji DBS-a za implantaciju između 2012. i 2014. Polovica njih je imala stimulatori uključen nakon 2 tjedna, a polovica ih je uključila nakon 12 mjeseci. Ovo je bila dvostruko slijepa studija, jer ni liječnici niti pacijenti nisu znali kada su stimulatori aktivirani.
Kognicija je ocijenjena u ovoj studiji kroz višestruke testove, uključujući ADAS-Cog 13. Metabolizam cerebralnog glukoze također je mjeren u različitim područjima mozga.
Rezultati ovog istraživanja bili su zanimljivi, a ne nužno i ono što se očekivalo. Kod 6 mjeseci nakon implantacije stimulansa, metabolizam cerebralne glukoze značajno se povećao, ali ti dobici nisu bili održavani u 12 mjeseci. Dodatno je zabilježena dobna razlika u odgovoru. Oni sudionici koji su navršili 65 godina pokazali su poboljšanja u kognitivnom funkcioniranju i metabolizmu glukoze u mozgu. Oni koji su bili mlađi od 65 godina nisu pokazali značajna poboljšanja ni u jednom području. Istraživači su teoretizirali da se taj učinak može odnositi na ponekad veću pogoršanu strukturu mozga kod mlađih osoba s Alzheimerovim ( ranim početkom Alzheimerove bolesti ), u usporedbi s onima s kasnim napadom Alzheimerove bolesti.
Sažetak učinaka DBS-a na mozak
Učinci DBS-a na Alzheimerove bolesti proučavani su kroz ove faze I i kliničke pokuse faze II, no informacije o tome kako to utječe na mozak također su prikupljene iz njegove uporabe u drugim okruženjima, uključujući druge istraživačke studije i liječenje Parkinsonove bolesti. Pronađeni su sljedeći učinci:
Poboljšana cjelokupna spoznaja: Istraživanje DBS-a kod osoba s Alzheimerovim posljedicama rezultiralo je poboljšanom spoznajom za neke od sudionika, mjereno višestrukim neuropsihološkim testovima . Ovi testovi mjere nekoliko aspekata funkcioniranja mozga, uključujući memoriju, orijentaciju , prepoznavanje riječi i još mnogo toga.
Povećani volumen hipokampusa: Dok hipokampus (dio mozga koji je povezan s pamćenjem) atrofira s prisutnošću starenja i značajnije u Alzheimerovoj bolesti, utvrđeno je da DBS povećava volumen hipokampusa kod osoba s Alzheimerovom bolešću. Hipokampalni volumen povezan je s funkcijom memorije.
Povećani metabolizam glukoze u mozgu: Kao što je istaknuto gore, neki ispitanici koji su primili DBS pokazali su poboljšani metabolizam glukoze u više područja mozga.
Povećani volumen ovarija i mamilijalnih tijela: Dijelovi i mamilijalna tijela u mozgu (koji su oboje povezani s funkcioniranjem memorije) pokazali su povećani volumen nakon DBS-a kod onih s Alzheimerovim.
Visoke razine acetilkolina: DBS je također pokazano u istraživanjima kako bi se pokrenulo oslobađanje acetilkolina. Acetilkoline pomaže prijelazu poruka iz jedne živčane stanice na drugu u našem mozgu.
Povećana prostorna memorija: Nakon dubokog stimuliranja mozga do opskrbljivanja štakora pokazali su poboljšanu prostornu memoriju u njihovoj sposobnosti da kretanje labirintom. Dok istraživanja na životinjama uvijek ne prenose na ljude, često nam daju uvid u sigurnost i učinkovitost eksperimentalnih postupaka.
Smanjena verbalna tečnost: Duboka stimulacija mozga već godinama koristi u ljudi s Parkinsonovim bolestima s značajnim pozitivnim rezultatima. Međutim, neka su istraživanja pokazala da je u nekim od ovih osoba odbijena verbalna tečnost . Dok mnogi s Parkinsonovim osjećajem da je ovaj rizik vrijedan prednosti koje im pruža duboka stimulacija mozga. to se ne bi moglo lako smatrati vrijednim rizikom kod onih s Alzheimerovom bolesti.
Etičko razmatranje
Iako je provedeno više istraživanja na ljudima, neki istraživači pozivaju na dodatne i proširene studije pomoću DBS-a kod životinja prije nastavljanja istraživanja s ljudima. Istaknuli su da, iako su bili ispitanici DBS-a koji su doživjeli kognitivno poboljšanje, bilo je i nekoliko drugih koji su odbijali u nekim kognitivnim područjima nakon dubokog stimuliranja mozga.
Ovi istraživači također ističu činjenicu da postoji nedostatak razumijevanja koliko duboko stimuliranje mozga djeluje; stoga, preporučuju da se dobije više informacija prije nego što se proširi klinička ispitivanja s ljudima.
Riječ od
Duboka stimulacija mozga dobro je uspostavljena kao odgovarajući tretman za Parkinsonovu bolest; međutim, potrebno je više istraživanja kako bi se utvrdile njegove prednosti u Alzheimerovoj bolesti. Potencijal DBS-a za kognitivno poboljšanje je uzbudljiv, pogotovo dok se i dalje borimo za pronalaženje učinkovitog liječenja Alzheimerove bolesti.
> Izvori:
> Fagundes, VDC, Rieder, CRM, Nunes da Cruz, A, et al, Deep Brain Stimulacija Učestalost subthalamic Nucleus utječe na fonemske i djelotvornosti fluida u Parkinsonovu bolest. Parkinsonova bolest . 2016.
> Hescham S, Temel Y, Schipper S. i sur., Fornixova duboka stimulacija mozga potaknula je dugoročnu prostornu memoriju neovisnu o hipocampalnoj neurogenezi. Struktura mozga i funkcija. 2017 Mar; 222 (2): 1069-1075.
> Johns Hopkins Medicina. Johns Hopkins kirurzi implantirali prvi "pacemaker" za Alzheimerovu bolest u Sjedinjenim Američkim Državama kao dio kliničkog suđenja namijenjenog usporavanju gubitka pamćenja. Prosinac 2012.
> Laxton AW, Tang-Wai DF, McAndrews MP, et al. Annals of Neurology. 2010 Oct; 68 (4): 521-34. Faza I ispitivanje dubokog stimuliranja mozga memorijskih krugova u Alzheimerovoj bolesti. Annals of Neurology. 2010 Oct; 68 (4): 521-34.
> Lozano AM, Fosdick L, Chakravarty MM i suradnici, Studija faze II forenzije Fornix Deep Brain u blagoj Alzheimerovoj bolesti. Časopis za Alzheimerovu bolest. 2016, 6. rujna, 54 (2): 777-87.
> Ovadia D, Bottini G. Neuroetičke implikacije duboke stimulacije mozga u degenerativnim poremećajima. Trenutni Mišljenje u neurologiji. 2015. prosinac, 28 (6): 598-603
> Viana JNM, Vickers JC, Cook MJ, Gilbert F, struje pamćenja: nedavni napredak, translacijske izazove i etička razmatranja u snažnim testovima stimulacije mozga za Alzheimerovu bolest. Neurobiologija starenja. 2017. kolovoza, 56: 202-210.