Czy stymulacja głębokiego mózgu jest skuteczna w chorobie Alzheimera?

Brzmi to jak coś od twórców Star Trek, ale naukowcy widzą możliwości, które pojawiają się dzięki głębokiej stymulacji mózgu u osób z łagodną chorobą Alzheimera. W świecie, w którym dostępne są leki, ale korzyści są ograniczone, ważne jest, aby nadal opracowywać alternatywne terapie zapobiegające chorobie Alzheimera.

Co to jest stymulacja głębokiego mózgu?

Deep Brain Stimulation (DBS) to procedura, w której elektrody umieszczane są wewnątrz mózgu i zaprogramowane tak, aby wydzielały małe impulsy elektryczne w celu stymulowania aktywności mózgu.

DBS stosuje się od kilku lat u osób z chorobą Parkinsona, z dużym powodzeniem zmniejszając drżenia i skurcze mięśni, a także poprawiając postawę. Jest również badany w leczeniu innych schorzeń, takich jak depresja i zaburzenie obsesyjno-kompulsywne.

W jaki sposób elektrody są umieszczane w mózgu?

Krótka odpowiedź: operacja mózgu. Aby DBS było możliwe, przewody muszą być włożone do mózgu. W znieczuleniu miejscowym neurochirurg wierci otwory w czaszce pacjenta i ostrożnie wtyka przewody w różne obszary mózgu. (Znieczulenie miejscowe, gdy pacjent jest przebudzony, ale obszar ciała jest zdrętwiały, można go użyć, ponieważ sam mózg nie odczuwa żadnego bólu).

Następnie wszczepienie urządzenia stymulującego w znieczuleniu ogólnym do klatki piersiowej osoby, która może ostatecznie dostarczyć 130 miniaturowych impulsów elektrycznych na sekundę do drutów, a w konsekwencji do mózgu. Po wstępnym wszczepieniu stymulator jest wyłączony; kilka dni lub tygodni po zabiegu stymulator jest włączony i zaczyna dostarczać impulsy elektryczne do mózgu.

Kiedy są stosowane w leczeniu choroby Alzheimera, druty te są zazwyczaj połączone z mózgowym zapaleniem. Według Johns Hopkins Medicine, "fornix jest ścieżką mózgową, kluczową w dostarczaniu informacji do hipokampa, części mózgu, w której zaczyna się nauka i wspomnienia, i gdzie pojawiają się najwcześniejsze objawy choroby Alzheimera."

Jak działa stymulacja głębokiego mózgu?

Istnieje kilka teorii na temat tego, dlaczego działa, ale nie ma jeszcze jednoznacznej odpowiedzi. W chorobie Parkinsona uważa się, że przeszkadza i zakłóca błędne wypalanie mózgu.

W rzeczywistości, zrozumienie DBS przez badaczy jest tak ograniczone, że możliwość wykorzystania go w chorobie Alzheimera została odkryta przypadkowo, gdy DBS było testowane na człowieku, który był chorobliwie otyły jako sposób na kontrolowanie swojego apetytu. Kiedy testowali go z umieszczeniem drutu i impulsami elektrycznymi, zameldował żywe wspomnienie. Kiedy wyłączyli impulsy, pamięć zniknęła, a kiedy włączyli stymulator, pamięć powróciła. Doprowadziło to do uświadomienia sobie, że być może istnieje sposób na stymulowanie mózgu i wspomnień, które on posiada.

Czy to bezpieczne?

DBS wydaje się dość bezpieczny. Chociaż myśl o operacji mózgu brzmi bardzo ryzykownie, eksperci twierdzą, że ta procedura nie jest tak inwazyjna, jak się wydaje. Zawsze istnieje ryzyko związane z operacją mózgu; jednak ponad 100 000 osób na całym świecie cierpiących na chorobę Parkinsona przeszło DBS z minimalnymi problemami. Ryzyko obejmuje infekcję, awarię sprzętu, udar, awarię baterii i ruch drutu.

Badanie stymulacji głębokiego mózgu i choroby Alzheimera

Faza I Badania

W 2010 roku czasopismo "Annals of Neurology" opublikowało wyniki badań klinicznych fazy I przeprowadzonych w Kanadzie z sześcioma osobami, u których zdiagnozowano wczesną chorobę Alzheimera. Każdy z nich miał głęboki stymulator mózgu chirurgicznie wszczepiony do mózgu i doświadczył 12 miesięcy ciągłej stymulacji elektrycznej. Testowanie ich funkcjonowania poznawczego po 6 i 12 miesiącach wskazało poprawę lub mniej niż oczekiwano zmniejszenie liczby trzech z sześciu uczestników.

Dodatkowo, skany PET zostały użyte do oceny mózgowego metabolizmu glukozy, którym jest zdolność mózgu do rozkładania cukrów na paliwo mózgowe i może również być wskaźnikiem poziomu aktywności neuronów w mózgu. Ludzie z chorobą Alzheimera zazwyczaj wykazują spadek metabolizmu glukozy w czasie, ale tych sześciu uczestników badania wykazało wzrost, który utrzymywał się przez całe badanie. Co ciekawe, spadająca zdolność mózgu do rozkładania cukru w ​​chorobie Alzheimera spowodowała, że ​​niektórzy badacze nazwali Alzheimera "cukrzycą typu 3".

Badanie fazy II

W badaniu II fazy za pośrednictwem Johnsa Hopkinsa 42 pacjentów w wieku od 45 do 85 lat uczestniczyło w DBS, aby zająć się chorobą Alzheimera. Każdy z nich przeszedł operację DBS do implantacji w latach 2012-2014. Połowa z nich miała stymulatory włączone po 2 tygodniach, a połowa z nich włączyła je po 12 miesiącach. Było to badanie podwójnie ślepe, ponieważ ani lekarze, ani pacjenci nie wiedzieli, kiedy stymulatory zostały aktywowane.

Poznanie oceniano w tym badaniu za pomocą wielu testów, w tym ADAS-Cog 13. Mózgowy metabolizm glukozy mierzono również w różnych obszarach mózgu.

Wyniki tego badania były interesujące i niekoniecznie oczekiwane. W 6 miesięcy po implantacji stymulatora mózgowy metabolizm glukozy znacznie się zwiększył, ale przyrosty te nie utrzymały się po 12 miesiącach. Dodatkowo odnotowano zależną od wieku różnicę w odpowiedzi. Uczestnicy powyżej 65 roku życia wykazali poprawę funkcjonowania poznawczego i mózgowego metabolizmu glukozy. Osoby, które nie ukończyły 65 lat, nie wykazały istotnych ulepszeń w żadnej z tych dziedzin. Naukowcy wysunęli teorię, że ten efekt mógł być związany z czasami większym pogorszeniem struktury mózgu u młodszych osób z chorobą Alzheimera (wczesnym początkiem choroby Alzheimera), w porównaniu do osób z późnym początkiem choroby Alzheimera.

Podsumowanie efektów DBS w mózgu

Wpływ DBS na Alzheimera został zbadany podczas tych badań klinicznych fazy I i fazy II, ale informacje na temat jego wpływu na mózg zostały również zebrane z jego wykorzystania w innych warunkach, w tym w innych badaniach i leczeniu choroby Parkinsona. Znaleziono następujące efekty:

Poprawione ogólne poznanie:Badania nad DBS u osób z chorobą Alzheimera zaowocowały poprawą zdolności poznawczych niektórych uczestników, mierzoną licznymi testami neuropsychologicznymi. Testy te mierzą kilka aspektów funkcjonowania mózgu, w tym pamięć, orientację, rozpoznawanie słów i wiele innych.

Zwiększona objętość hipokampa:Podczas gdy hipokamp (część mózgu związana z pamięcią) zanika wraz z obecnością starzenia i bardziej istotnie w chorobie Alzheimera, DBS okazało się zwiększać objętość hipokampa u osób z chorobą Alzheimera. Objętość hipokampa była skorelowana z funkcjonowaniem pamięci.

Zwiększony mózgowy metabolizm glukozy:Jak podkreślono powyżej, niektórzy pacjenci, którzy otrzymali DBS, wykazali lepszy metabolizm glukozy w wielu obszarach mózgu.

Zwiększona objętość fornixu i ciałek mammilarnych:W przypadku osób cierpiących na chorobę Alzheimera, w mózgu pojawiły się objawy związane z powstawaniem w ciele i ciele ssaków (oba związane z funkcjonowaniem pamięci).

Wyższe poziomy acetylocholiny:W badaniach wykazano także, że DBS wyzwala uwalnianie acetylocholiny. Acetylocholina pomaga przekazywać wiadomości z jednej komórki nerwowej do drugiej w naszych mózgach.

Zwiększona pamięć przestrzenna:Po głębokiej stymulacji mózgu do szczurów szczurów, wykazali ulepszoną pamięć przestrzenną w ich zdolności do poruszania się po labiryncie. Podczas gdy badania na zwierzętach nie zawsze przenoszą się na ludzi, często dostarczają nam wglądów dotyczących bezpieczeństwa i skuteczności procedur eksperymentalnych.

Zmniejszona fluencja słowna:Głęboka stymulacja mózgu była stosowana od lat u osób z chorobą Parkinsona z istotnie pozytywnymi wynikami. Jednak niektóre badania wykazały, że fluencja słowna spadła w niektórych z tych osób. Podczas gdy wielu z chorobą Parkinsona uważa, że ​​to ryzyko jest warte korzyści, jaką zapewnia im głęboka stymulacja mózgu. może nie tak łatwo zostać uznane za warte ryzyka u osób z chorobą Alzheimera.

Względy etyczne

Chociaż przeprowadzono wiele badań na ludziach, niektórzy badacze domagają się dodatkowych i rozszerzonych badań z użyciem DBS u zwierząt, zanim będą kontynuować dalsze badania z ludźmi. Podkreślają, że chociaż byli uczestnicy badania DBS, którzy doświadczyli poprawy zdolności poznawczych, było także kilka innych, którzy odmówili w niektórych obszarach poznawczych po głębokiej stymulacji mózgu.

Badacze podkreślają także fakt, że brak jest zrozumienia, jak działa głęboka stymulacja mózgu; w związku z tym zaleca się, aby uzyskać więcej informacji przed rozszerzeniem badań klinicznych z ludźmi.

Słowo od DipHealth

Głęboka stymulacja mózgu została dobrze ugruntowana jako odpowiednie leczenie choroby Parkinsona; jednak potrzebne są dalsze badania, aby dostrzec jego zalety w chorobie Alzheimera. Potencjał DBS do poprawy funkcji poznawczych jest ekscytujący, zwłaszcza, że ​​wciąż walczymy o znalezienie skutecznego leczenia choroby Alzheimera.