Мозъчната стимулация може да подпомогне познанието при Паркинсон
Ново изследване предполага, че нискочестотната стимулация на дълбок мозъчен регион може да бъде в състояние да подобри когнитивната функция при пациенти с болестта на Паркинсон (PD). Ако са верни, констатациите поставят началото на потенциала на мозъчната стимулация за лечение на други когнитивни заболявания.
Новата работа на невролози и неврохирурзи от университета в Айова предоставя първите преки доказателства за връзка в мозъка на човека между мислещия регион на мозъка и регионите, свързани с контролирането на движението.
Изследователите са използвали редки интраоперативни мозъчни записи, за да открият потенциалните връзки между фронталната кора на мозъка и по-дълбока структура, наречена субталамично ядро (STN).
Проучването, намерено онлайн в списанието Мозък, показва, че стимулирането на STN при ниски честоти подобрява работата на пациентите с PD с проста когнитивна задача, която обикновено се нарушава от PD.
„Не е много често да идентифицирате нова връзка в човешкия мозък“, каза Нандакумар Нараянан, доктор по медицина, асистент по неврология и старши автор на изследването.
„Съществуването на този свръхдиректен път от префронталната кора до STN е обвързано от около десетилетие, но за първи път експериментално показваме, че той съществува и функционира при хората.
„Също така успяхме да покажем, че ако стимулираме STN, ние променяме фронталната кортикална дейност и смятаме, че това е по този път“, каза той. „И ако стимулираме STN и променим кортикалната активност, всъщност можем да променим поведението по благоприятен начин, подобрявайки когнитивните показатели на пациентите.“
Болестта на Паркинсон е прогресивно невродегенеративно състояние, което засяга около един милион души в Съединените щати. Дълбоката мозъчна стимулация на STN при високи честоти вече е одобрена за лечение на проблеми с движението при някои пациенти с PD.
Освен че причинява проблеми с движението, PD също засяга мисленето или познанието. Новите открития повишават възможността, че STN дълбоката мозъчна стимулация с различна (ниска) честота може също да подобри когнитивните симптоми при PD, а вероятно дори и при други неврологични и психиатрични заболявания.
В изследването екипът успя да картографира връзката STN-кора, като „прослуша“ мозъчната активност по време на операции, за да имплантира електроди за дълбока мозъчна стимулация (DBS) при пациенти с PD.
Неврохирургът на UI Джеръми Грийнли, доктор по медицина, провежда повече от 30 такива операции всяка година и неговият опит е жизненоважен за експеримента с картографирането. Използвайки специализирани електроди за запис, поставени в мозъка на пациентите, Грийнли слуша мозъчната активност, за да постави точно DBS устройството.
Тези електроди също позволяват директно записване на мозъчната активност за експериментални цели при пациенти, които са будни по време на процедурата, без да добавят никакъв риск. Този вид интраоперативни записи не е много разпространен, но Грийнли и неговите колеги от потребителския интерфейс имат дълга история на опит в техниката.
По време на операцията пациентите изпълняваха проста когнитивна задача като начин за стимулиране на една част от мозъка, докато регистрираха електрическа активност от други части, които са свързани. Слушането на невронната активност по време на задачата позволи на екипа да картографира връзката.
„Успяхме да предизвикаме отговор, за да покажем функционалната връзка“, обяснява Грийнли. „Много бързият отговор предполага една, пряка синаптична връзка - това означава хипердирект.“
След като установиха съществуването на хипердиректната връзка, изследователите след това изследваха ефекта на нискочестотната STN стимулация върху когнитивните способности. Екипът на Нараянан използва много проста мислеща задача - прецизна оценка на преминаването на кратък интервал от време - за изследване на когнитивното увреждане при пациенти с PD и животински модели на PD.
Те откриха, че стимулацията подобрява когнитивните резултати.
По време на последващите посещения след операцията, изследователите карат пациентите да изпълняват заданието за интервал на време с DBS стимулатор, настроен на една от трите настройки: висока честота (нормално за контролиране на движението), липса на стимулация или настройка на ниска честота от 4 Hz. Само стимулацията от 4 Hz подобрява ефективността на пациентите при теста за синхронизация.
Изследователите смятат, че честотите са като комуникационни канали между мрежите. Ако две мрежи работят заедно на една и съща честота, това може да е уникален начин за взаимодействие на мрежите и предаване на информация.
Източник: University of Iowa / EurekAlert
