Эффективна ли глубокая стимуляция мозга при болезни Альцгеймера?

Это звучит как что-то от создателей Star Trek, но исследователи видят возможности, возникающие при использовании глубокой стимуляции мозга для людей с легкой формой болезни Альцгеймера. И в мире, где лекарства доступны, но польза ограничена, важно продолжать разрабатывать альтернативные методы лечения и профилактики болезни Альцгеймера.

Что такое глубокая стимуляция мозга?

Глубокая стимуляция мозга (DBS) - это процедура, при которой электроды помещаются в мозг и запрограммированы на испускание небольших электрических импульсов для стимуляции мозговой деятельности.

DBS использовался в течение нескольких лет для людей с болезнью Паркинсона с большим успехом в снижении тремора и сокращений мышц, а также улучшении осанки. Это также исследуется для лечения других заболеваний, таких как депрессия и обсессивно-компульсивное расстройство.

Как электроды помещаются в мозг?

Краткий ответ: операция на головном мозге. Чтобы DBS была возможной, провода должны быть вставлены в мозг. Используя местную анестезию, нейрохирург просверливает отверстия в черепе пациента и осторожно пронизывает провода в различные области мозга. (Местная анестезия, когда пациент не спит, но область тела онемела, может использоваться, потому что сам мозг не может чувствовать никакой боли.)

Затем машина, похожая на кардиостимулятор, имплантируется под общим наркозом в грудь человека, где она может в конечном итоге подавать 130 миниатюрных электрических импульсов в секунду в провода и, следовательно, в мозг. При первоначальной имплантации стимулятор выключается; Через несколько дней или недель после операции стимулятор включается и начинает доставлять электрические импульсы в мозг.

При использовании для лечения болезни Альцгеймера эти провода обычно подключаются к своду мозга. Согласно Johns Hopkins Medicine, «свода - это мозговой путь, способствующий доставке информации в гиппокамп, той части мозга, где начинается обучение и создаются воспоминания, и где появляются первые симптомы болезни Альцгеймера».

Как работает глубокая стимуляция мозга?

Есть несколько теорий относительно того, почему это работает, но пока нет окончательного ответа. В Паркинсоне считается, что он прерывает и нарушает работу мозга.

На самом деле, понимание DBS исследователями настолько ограничено, что возможность использовать его для лечения болезни Альцгеймера была обнаружена случайно, когда тестирование DBS проводилось на человеке с патологическим ожирением, чтобы попытаться контролировать свой аппетит. Когда они проверяли его с помощью проводов и электрических импульсов, он сообщил о яркой памяти. Когда они отключили импульсы, память исчезла, а когда они снова включили стимулятор, память вернулась. Это привело к осознанию того, что, возможно, есть способ стимулировать мозг и воспоминания, которые он хранит.

Это безопасно?

DBS выглядит довольно безопасным. Хотя мысль об операции на головном мозге звучит очень рискованно, эксперты говорят, что эта процедура на самом деле не так агрессивна, как кажется. Операции на головном мозге всегда сопряжены с риском; однако более 100 000 человек по всему миру с болезнью Паркинсона прошли DBS с минимальными проблемами. Риски включают в себя инфекцию, неисправность оборудования, удар, сбой батареи и движение провода.

Исследования по глубокой стимуляции мозга и болезни Альцгеймера

Фаза I Исследования

В 2010 году в журнале Annals of Neurology было опубликовано исследование, в котором описан первый этап клинических испытаний, проведенных в Канаде с шестью людьми с диагнозом ранней болезни Альцгеймера. Каждому из них был имплантирован глубокий мозговой стимулятор в мозг, и он испытывал 12 месяцев непрерывной электрической стимуляции. Проверка их когнитивного функционирования через 6 и 12 месяцев показала улучшение или менее ожидаемое снижение у трех из шести участников.

Кроме того, для оценки метаболизма глюкозы в головном мозге использовались ПЭТ-сканы, которые являются способностью мозга расщеплять сахара для питания мозга и могут также служить индикатором уровней активности нейронов в мозге. Люди с болезнью Альцгеймера обычно демонстрируют снижение метаболизма глюкозы с течением времени, но эти шесть участников исследования показали увеличение, которое поддерживалось на протяжении всего исследования. Интересно, что снижающаяся способность мозга расщеплять сахар при болезни Альцгеймера заставила некоторых исследователей назвать болезнь Альцгеймера «диабетом 3 типа».

Фаза II исследований

В исследовании II фазы, проведенном Джонсом Хопкинсом, 42 пациента в возрасте от 45 до 85 участвовали в DBS, чтобы нацелиться на болезнь Альцгеймера. Каждый из них перенес операцию DBS для имплантации в период между 2012 и 2014 годами. Половине из них включили стимуляторы через 2 недели, а половине из них - через 12 месяцев. Это было двойное слепое исследование, поскольку ни врачи, ни пациенты не знали, когда были активированы стимуляторы.

В этом исследовании оценивали познание с помощью нескольких тестов, в том числе ADAS-Cog 13. Метаболизм церебральной глюкозы также измеряли в различных областях мозга.

Результаты этого исследования были интересны, и не обязательно, что ожидалось. Через 6 месяцев после имплантации стимулятора метаболизм глюкозы в головном мозге значительно увеличился, но эти результаты не были сохранены в течение 12 месяцев. Кроме того, была отмечена возрастная разница в ответе. Те участники, которые были старше 65 лет, продемонстрировали улучшение когнитивного функционирования и церебрального метаболизма глюкозы. Те, кто был младше 65 лет, не показали значительных улучшений ни в одной области. Исследователи предположили, что этот эффект мог быть связан с иногда более значительным ухудшением структуры мозга у молодых людей с болезнью Альцгеймера (с ранним началом болезни Альцгеймера) по сравнению с пациентами с поздним началом болезни Альцгеймера.

Краткое изложение влияния DBS на мозг

Влияние DBS на болезнь Альцгеймера было изучено в ходе этих клинических испытаний фазы I и фазы II, но информация о том, как он влияет на мозг, была также собрана из его использования в других условиях, включая другие исследования и лечение болезни Паркинсона. Следующие эффекты были найдены:

Улучшено общее познание:Исследования DBS у людей с болезнью Альцгеймера привели к улучшению когнитивных функций у некоторых участников, что измеряется несколькими нейропсихологическими тестами. Эти тесты измеряют несколько аспектов функционирования мозга, включая память, ориентацию, распознавание слов и многое другое.

Увеличение объема гиппокампа:В то время как гиппокамп (часть мозга, связанная с памятью) атрофируется присутствием старения и, что более важно, при болезни Альцгеймера, было обнаружено, что DBS увеличивает объем гиппокампа у людей с болезнью Альцгеймера. Объем гиппокампа коррелирует с функционированием памяти.

Увеличение церебрального метаболизма глюкозы:Как подчеркивалось выше, некоторые субъекты, которые получали DBS, продемонстрировали улучшение метаболизма глюкозы во многих областях мозга.

Увеличение объема свода и маммиллярных тел:Свинина и маммиллярные тела в мозге (которые связаны с функционированием памяти) продемонстрировали увеличение объема после DBS у пациентов с болезнью Альцгеймера.

Более высокие уровни ацетилхолина:В исследовании также показано, что DBS запускает высвобождение ацетилхолина. Ацетилхолин помогает передавать сообщения от одной нервной клетки к другой в нашем мозге.

Увеличение пространственной памяти:После глубокой стимуляции головного мозга крыс они продемонстрировали улучшенную пространственную память в своей способности ориентироваться в лабиринте. Хотя исследования на животных не всегда передаются людям, они часто дают нам представление о безопасности и эффективности экспериментальных процедур.

Снижение речевой беглости:Глубокая стимуляция головного мозга использовалась в течение многих лет у людей с болезнью Паркинсона со значительно положительными результатами Тем не менее, некоторые исследования показали, что у некоторых из этих людей речевая беглость снизилась. Хотя многие с болезнью Паркинсона считают, что этот риск стоит той выгоды, которую им обеспечивает глубокая стимуляция мозга. он не может быть с готовностью признан достойным риском для людей с болезнью Альцгеймера.

Этические соображения

Несмотря на то, что было проведено множество исследований на людях, некоторые исследователи призывают к дополнительным и расширенным исследованиям с использованием DBS на животных, прежде чем продолжать больше исследований с людьми. Они отмечают, что, хотя некоторые участники исследования DBS испытали некоторое улучшение когнитивных функций, также было несколько других, которые снизились в некоторых когнитивных областях после глубокой стимуляции мозга.

Эти исследователи также подчеркивают тот факт, что не хватает понимания того, как работает глубокая стимуляция мозга; таким образом, они рекомендуют получить больше информации, прежде чем расширять клинические испытания с людьми.

Слово от DipHealth

Глубокая стимуляция мозга хорошо зарекомендовала себя как подходящее лечение болезни Паркинсона; Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить его преимущества при болезни Альцгеймера. Потенциал DBS для улучшения когнитивных способностей впечатляет, тем более что мы продолжаем бороться за поиск эффективного лечения болезни Альцгеймера.