Možganska stimulacija lahko pomaga pri spoznavanju pri Parkinsonovi bolezni
Nove raziskave kažejo, da lahko nizkofrekvenčna stimulacija globoke možganske regije lahko izboljša kognitivno funkcijo pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo (PD). Če so resnične, so ugotovitve postavile temelje za potencial možganske stimulacije za zdravljenje drugih kognitivnih bolezni.
Novo delo nevrologov in nevrokirurgov z Univerze v Iowi prinaša prve neposredne dokaze o povezavi v človeških možganih med miselnim predelom možganov in regijami, povezanimi z nadzorom gibanja.
Raziskovalci so z redkimi intraoperativnimi možganskimi posnetki našli potencialne povezave med čelno možgansko skorjo in globljo strukturo, imenovano subtalamično jedro (STN).
Študija, najdena na spletu v reviji Možgani, kaže, da stimulacija STN pri nizkih frekvencah izboljša delovanje bolnikov s PD pri preprosti kognitivni nalogi, ki jo PD običajno moti.
"Neredko prepoznate novo povezavo v človeških možganih," je dejal dr.Nandakumar Narayanan, docent za nevrologijo in višji avtor študije.
"Obstoj te hiperdirektne poti od prefrontalne skorje do STN je že približno desetletje, toda prvič eksperimentalno dokazujemo, da obstaja in deluje pri ljudeh.
"Prav tako smo lahko pokazali, da če stimuliramo STN, spremenimo čelno kortikalno aktivnost in mislimo, da gre po tej poti," je dejal. "In če stimuliramo STN in spremenimo kortikalno aktivnost, lahko dejansko spremenimo vedenje na ugoden način in izboljšamo kognitivno delovanje bolnikov."
Parkinsonova bolezen je progresivno nevrodegenerativno stanje, ki prizadene približno milijon ljudi v ZDA. Globoka možganska stimulacija STN pri visokih frekvencah je že odobrena za zdravljenje gibalnih težav pri nekaterih bolnikih s PD.
PD poleg tega, da povzroča težave z gibanjem, vpliva tudi na razmišljanje ali kognicijo. Nove ugotovitve povečujejo možnost, da bi globoka možganska stimulacija STN z različno (nizko) frekvenco lahko izboljšala tudi kognitivne simptome pri PD in morda celo pri drugih nevroloških in psihiatričnih boleznih.
V raziskavi je ekipa lahko preslikala povezavo STN-skorja s "poslušanjem" možganske aktivnosti med operacijami, da bi bolnikom s PD vgradila elektrode za globoko možgansko stimulacijo (DBS).
Nevrokirurg UI Jeremy Greenlee, MD, vsako leto izvede več kot 30 takšnih operacij in njegovo strokovno znanje je bilo ključnega pomena za eksperiment preslikave. S pomočjo specializiranih snemalnih elektrod, nameščenih v možganih pacientov, Greenlee prisluhne možganski aktivnosti, da natančno postavi napravo DBS.
Te elektrode omogočajo tudi neposredno snemanje možganske aktivnosti za eksperimentalne namene pri bolnikih, ki so med postopkom budni, ne da bi predstavljali tveganje. Tovrstni posnetki med operacijami niso zelo pogosti, toda Greenlee in njegovi kolegi iz uporabniškega vmesnika imajo dolgo zgodovino tehnike.
Med operacijo so bolniki opravili preprosto kognitivno nalogo kot način stimulacije enega dela možganov, medtem ko so beležili električno aktivnost iz drugih delov, ki so povezani. Poslušanje nevronske aktivnosti med nalogo je ekipi omogočilo preslikavo povezave.
"Uspeli smo izzvati odziv in pokazati funkcionalno povezavo," pojasnjuje Greenlee. "Zelo hiter odziv kaže na eno samo, neposredno sinaptično povezavo - to pomeni hiperdirekt."
Po ugotovitvi obstoja hiperdirektne povezave so raziskovalci nato raziskali učinek nizkofrekvenčne stimulacije STN na kognitivne sposobnosti. Narayananova ekipa uporablja zelo preprosto miselno nalogo - natančno oceno poteka kratkega časovnega intervala - za preučevanje kognitivnih motenj pri bolnikih s PD in živalskih modelih PD.
Ugotovili so, da stimulacija izboljša kognitivno zmogljivost.
Med nadaljnjimi obiski po operaciji so raziskovalci naročili, da so pacienti opravili nalogo časovnega intervala s stimulatorjem DBS, nastavljenim na eno od treh nastavitev: visoka frekvenca (normalno za nadzor gibanja), brez stimulacije ali nastavitev nizke frekvence 4 Hz. Le stimulacija s 4 Hz je izboljšala delovanje pacientov na časovnem testu.
Raziskovalci menijo, da so frekvence kot komunikacijski kanali med omrežji. Če dve omrežji delujeta skupaj na isti frekvenci, je to morda edinstven način medsebojnega delovanja omrežij in prenosa informacij.
Vir: Univerza v Iowi / EurekAlert
