Ta možganski postopek se pogosto uporablja za zdravljenje Parkinsonove bolezni
Sliši se kot nekaj od ustvarjalcev Star Trek, vendar raziskovalci vidijo možnosti, ki se pojavijo z uporabo globoke možganske stimulacije za ljudi, ki imajo blago Alzheimerjevo bolezen . In v svetu, kjer so zdravila na voljo, vendar so koristi omejene, je ključnega pomena, da še naprej razvijamo alternativne terapije za zdravljenje in preprečevanje Alzheimerjeve bolezni.
Kaj je globoka možganska stimulacija?
Deep Brain Stimulation (DBS) je postopek, v katerem se elektrode nahajajo v možganih in so programirane, da oddajajo majhne električne impulze za stimulacijo možganske aktivnosti.
DBS se že več let uporablja za ljudi s Parkinsonovo boleznijo, ki imajo znaten uspeh pri zmanjševanju tremorja in mišičnih krčev ter izboljšanju drže. Raziskuje se tudi za zdravljenje drugih zdravstvenih težav, kot so depresija in obsesivno-kompulzivna motnja .
Kako so elektrode postavljene v možgane?
Kratek odgovor: operacija možganov. Da bi bil DBS možen, je treba žice vstaviti v možgane. Z lokalno anestezijo nevrokirurgi izvrtajo luknje v lobanjo pacienta in skrbno navijejo žice v različna področja možganov. (Lokalna anestezija, ko je bolnik buden, vendar je območje telesa zatrtelo, se lahko uporablja, ker možgani sami ne morejo občutiti bolečine.)
Stroj, podoben spodbujevalniku, se implantira pod splošno anestezijo v prsnem košu osebe, kjer lahko sčasoma prenese 130 miniaturnih električnih impulzov na sekundo na žice in posledično v možgane. Pri prvem implantiranju se stimulator izklopi; nekaj dni ali tednov po operaciji, se stimulator vklopi in začne z električnimi impulzi prenašati v možgane.
Ko se uporablja za zdravljenje Alzheimerjeve bolezni, so te žice običajno povezane s forniksom v možganih. V skladu z Johns Hopkins Medicine, "fornix je možganska pot, ki je instrument za prenašanje informacij hipokampusu , delu možganov, kjer se začne učenje in se spomnijo , in kjer se pojavijo prvi simptomi Alzheimerjeve bolezni".
Kako deluje Deep Brain stimulacija?
Obstaja več teorij o tem, zakaj deluje, vendar ni nobenega dokončnega odgovora. V parkinsonovi bolezni je mislil, da prekinjajo in motijo pomanjkljivo odpiranje možganov.
Pravzaprav je razumevanje DBS-jev raziskovalcev tako omejeno, da je bila možnost, da jo uporabimo za Alzheimerjevo bolezen, odkrita naključno, ko je bil DBS preizkušen pri človeku, ki je bil prekomerno debel, da bi poskušal nadzorovati svoj apetit. Ko so ga testirali z žično namestitvijo in električnimi impulzi, je poročal o živahnem spominu. Ko so ugasnili impulze, se je pomnilnik oddal, in ko so ponovno vklopili stimulator, se je spomin vrnil. To je pripeljalo do spoznanja, da morda obstaja način za spodbujanje možganov in spominov, ki jih ima.
Ali je varno?
Zdi se, da je DBS dokaj varen. Čeprav je misel o operacijah možganov zelo tvegana, strokovnjaki pravijo, da ta postopek dejansko ni tako invaziven, kot se sliši.
Vedno obstajajo tveganja pri operacijah možganov; vendar je bilo z več kot 100.000 ljudmi po vsem svetu s Parkinsonovo boleznijo podvrženo DBS z minimalnimi težavami. Tveganja vključujejo okužbe, okvare opreme, udarno kapo, izpad baterije in gibanje žice.
Raziskave o globoki možganski stimulaciji in Alzheimerjevi bolezni
Faza I raziskave
Leta 2010 je revija Annals of Neurology objavila raziskavo o kliničnem preskušanju faze I, ki je bila opravljena v Kanadi, pri šestih osebah z diagnozo zgodnje bolezni Alzheimerjeve bolezni. Vsak je imel globok možganski stimulator kirurški implantiran v možgane in doživel 12 mesecev neprekinjene električne stimulacije.
Preizkušanje njihovega kognitivnega delovanja po 6 in 12 mesecih je pokazalo izboljšanje ali manj od pričakovanega zmanjšanja treh od šestih udeležencev.
Poleg tega so bili uporabljeni PET scans za ocenjevanje metabolizma možganske glukoze, kar je zmožnost možganov, da razgradi sladkorje za možgansko gorivo in je lahko tudi indikator ravni aktivnosti nevronov v možganih. Ljudje z Alzheimerjevo boleznijo običajno kažejo zmanjšanje presnove glukoze sčasoma, vendar so ti šestje raziskovalci pokazali povečanje, ki se je ohranilo v celotni študiji. Zanimivo je, da je upadanje sposobnosti možganov za razgradnjo sladkorja pri Alzheimerjevi bolezni povzročilo, da nekateri raziskovalci kličejo Alzheimerjevo " diabetes tipa 3 ".
Faza II Raziskave
V raziskavi faze II, ki jo je izvedel Johns Hopkins, je 42 bolnikov, starih od 45 do 85 let, sodelovalo v DBS-u, da je ciljalo na Alzheimerjevo bolezen. Vsak od njih je bil podvržen operaciji DBS za implantacijo med leti 2012 in 2014. Polovica je imela stimulatorje vklopljena po dveh tednih, polovica pa je bila vklopljena po 12 mesecih. To je bila dvojno slepa študija, saj niti zdravniki niti bolniki niso vedeli, kdaj so bili aktivirani stimulatorji.
Kognitivnost je bila ocenjena v tej študiji z večkratnimi testi, vključno z ADAS-Cog 13. Presnova cerebralne glukoze je bila izmerjena tudi na različnih področjih možganov.
Rezultati te študije so bili zanimivi in ne nujno, kaj se je pričakovalo. Po 6 mesecih po implantaciji stimulatorja se je metabolizem cerebralne glukoze znatno povečal, vendar se ti dobički niso vzdrževali 12 mesecev. Poleg tega je bila ugotovljena razlika v odgovoru glede na starost. Udeleženci, starejši od 65 let, so pokazali izboljšave v kognitivnem delovanju in metabolizmu možganske glukoze. Tisti, ki so bili mlajši od 65 let, na obeh področjih niso opazili bistvenih izboljšav. Raziskovalci so teoretizirali, da je bil ta učinek lahko povezan z včasih poslabšanjem možganske strukture pri mlajših ljudeh z Alzheimerjevo boleznijo ( zgodaj z Alzheimerjevo boleznijo ), v primerjavi s tistimi z Alzheimerjevim poznim nastopom.
Povzetek učinkov DBS na možgane
Učinki DBS na Alzheimerjevo bolezen so preučevali s kliničnimi preskušanji I. in II. Faze, vendar so informacije o njegovem vplivu na možgane pridobivale tudi pri njegovi uporabi v drugih okoljih, vključno z drugimi raziskavami in zdravljenjem Parkinsonove bolezni. Ugotovljeni so bili naslednji učinki:
Izboljšana splošna kognicija: Raziskave DBS pri ljudeh z Alzheimerjevo boleznijo so pri nekaterih udeležencih izboljšale kognicijo, merjeno z večkratnimi nevropsihološkimi testi . Ti testi merijo več vidikov delovanja možganov, vključno s pomnilnikom, usmerjenostjo , prepoznavanjem besed in drugo.
Povečan volumen hipokampusa: Medtem ko hipokampus (del možganov, povezanih s spominom) atrofira s prisotnostjo staranja in bolj pomembno pri Alzheimerjevi bolezni, se je ugotovilo, da je povečana prostornina hipokampusa pri osebah z Alzheimerjevo boleznijo. Obseg hipokampala je povezan z delovanjem spomina.
Povečana presnovna koncentracija glukoze v možganih: Kot je bilo poudarjeno zgoraj, so nekateri bolniki, ki so prejeli DBS, pokazali izboljšano metabolizem glukoze na več področjih možganov.
Povečana količina ušesnih in mamilskih teles: V možganih, ki so povezani z delovanjem spomina, so se pojavili v možganih in mamilirnih telesih. Po DBS so se pokazali povečani volumen v tistih z Alzheimerjevo boleznijo.
Višji ravni acetilholina: v raziskavi je bil tudi DBS prikazan, da sproži sproščanje acetilholina. Acetilholin pomaga prenesti sporočila iz ene živčne celice v drugo v naše možgane.
Povečan prostorski pomnilnik: Po globoki možganski stimulaciji do ušesa podgan, so pokazali boljši prostorski pomnilnik v svoji sposobnosti za krmarjenje po labirintu. Čeprav študije na živalih ne prenašajo vedno na ljudi, pogosto nam dajejo vpoglede na varnost in učinkovitost eksperimentalnih postopkov.
Zmanjšana verbalna tekočina: globoka možganska stimulacija se že dolgo uporablja pri ljudeh s Parkinsonovo boleznijo, ki imajo znatno pozitivne rezultate. Vendar so nekatere raziskave ugotovile, da se je verbalna tekočina v nekaterih od teh oseb zmanjšala. Medtem ko mnogi s Parkinsonovo menijo, da je to tveganje vredno koristi, ki jih zagotavlja globoka stimulacija možganov. morda ne bo tako zlahka veljalo za koristno tveganje pri bolnikih z Alzheimerjevo boleznijo.
Etični vidiki
Čeprav je bilo pri ljudeh opravljenih več študij, nekateri raziskovalci pozivajo k dodatnim in razširjenim študijam, ki uporabljajo DBS pri živalih, preden nadaljujejo z raziskavami z ljudmi. Poudarjajo, da medtem ko so bili udeleženci raziskav DBS, ki so doživeli nekaj kognitivnega izboljšanja, je bilo tudi nekaj drugih, ki so se na nekaterih kognitivnih področjih zmanjšale po globoki možganski stimulaciji.
Ti raziskovalci prav tako poudarjajo dejstvo, da je pomanjkanje razumevanja o tem, kako deluje globoka stimulacija možganov; zato priporočajo, da se pred razširjenjem kliničnih preskušanj z ljudmi pridobi več informacij.
Beseda iz
Globoko stimulacija možganov je bila dobro uveljavljena kot primerna zdravljenja za Parkinsonovo bolezen; vendar je za odkrivanje njegovih koristi pri Alzheimerjevi bolezni potrebna več raziskav. Možnost DBS za kognitivno izboljšanje je vznemirljiva, še posebej, ker se še naprej trudimo najti učinkovito zdravljenje za Alzheimerjevo bolezen.
> Viri:
> Fagundes, VDC, Rieder, CRM, Nunes da Cruz, A, in drugi, Frekvenca stimulacije globokih možganov subtalamičnega jedra vpliva na fonemično in akcijsko tekočino pri Parkinsonovi bolezni. Parkinsonova bolezen . 2016.
> Hescham S, Temel Y, Schipper S. in ostali, Fornix globoka možganska stimulacija povzroča dolgoročni prostorski spomin, neodvisen od hipokampalne nevrogeneze. Struktura in funkcija možganov. 2017 Mar; 222 (2): 1069-1075.
> Johns Hopkins Medicine. Johns Hopkins Kirurgi Implant Prvi možganski pacemaker za Alzheimerjevo bolezen v Združenih državah kot del kliničnega preskušanja, zasnovanega za počasno izgubo spomina. December 2012.
> Laxton AW, Tang-Wai DF, McAndrews MP, et al. Annals of Neurology. 2010 okt; 68 (4): 521-34. Faza I preskušanje globoke možganske stimulacije spominskih krogov v Alzheimerjevi bolezni. Annals of Neurology. 2010 okt; 68 (4): 521-34.
> Lozano AM, Fosdick L, Chakravarty MM, et al, faza II študija Deepening možganska stimulacija Fornixa v blage Alzheimerjeve bolezni. Journal of Alzheimerjeva bolezen. 2016 6. september; 54 (2): 777-87.
> Ovadia D, Bottini G .. Nevroetske posledice globoke možganske stimulacije pri degenerativnih motnjah. Trenutno mnenje o nevrologiji. 2015 dec; 28 (6): 598-603
> Viana JNM, Vickers JC, Cook MJ, Gilbert F, tokovi spomina: nedavni napredek, translacijski izzivi in etični vidiki v poskusih deepening možganske stimulacije za Alzheimerjevo bolezen. Neurobiologija staranja. 2017 avg; 56: 202-210.