Znie to ako niečo od tvorcov Star Treku, no výskumníci vidia možnosti, ktoré sa objavujú pri použití hlbokej mozgovej stimulácie u ľudí, ktorí majú miernu Alzheimerovu chorobu. A vo svete, kde sú k dispozícii lieky, ale výhody sú obmedzené, je dôležité pokračovať v rozvoji alternatívnych liečebných postupov na liečbu a prevenciu Alzheimerovej choroby.
Čo je hlboká stimulácia mozgu? Stimulácia hlbokých mozgov (DBS) je postup, pri ktorom sú elektródy umiestnené vo vnútri mozgu a naprogramované tak, aby vylučovali malé elektrické impulzy na stimuláciu aktivity mozgu.
DBS sa už niekoľko rokov používa u ľudí s Parkinsonovou chorobou so značným úspechom pri znižovaní tremorov a svalových kontrakcií, ako aj pri zlepšovaní držania tela. Tiež sa skúma na liečbu iných zdravotných stavov, ako je depresia a obsedantno-kompulzívna porucha.
Ako sú elektródy umiestnené v mozgu?
Stručná odpoveď: operácia mozgu. Aby bolo možné DBS, musia byť do mozgu vložené drôty. Pomocou lokálnej anestézie neurochirurg vyvŕta diery do lebky pacienta a opatrne všíva drôty do rôznych oblastí mozgu. (Lokálna anestézia, keď je pacient bdieť, ale oblasť tela je vyčerpaná, môže byť použitá, pretože samotný mozog nemôže cítiť žiadnu bolesť.)Stroj podobný kardiostimulátoru sa potom implantuje pod celkovú anestéziu do hrudníka osoby, kde môže nakoniec dodať 130 miniatúrnych elektrických impulzov za sekundu do drôtov a následne do mozgu. Pri prvom implantovaní je stimulátor vypnutý; niekoľko dní alebo týždňov po operácii sa stimulátor zapne a začne dodávať elektrickým impulzom do mozgu. Keď sa používajú na liečbu Alzheimerovej choroby, tieto drôty sú typicky spojené s fornixom v mozgu. Podľa Johns Hopkinsovej medicíny "fornix je mozgová cesta, ktorá slúži na informovanie hipokampu, časť mozgu, kde začína učenie a spomienky, a kde sa objavujú najčastejšie príznaky Alzheimerovej choroby."
Ako funguje hlboká stimulácia mozgu?
Existuje niekoľko teórií o tom, prečo to funguje, ale zatiaľ neexistuje žiadna presvedčivá odpoveď. V prípade Parkinsonovej choroby sa predpokladá, že preruší a naruší vadné vypálenie mozgu.
V skutočnosti je znalosť DBS výskumníkmi tak obmedzená, že možnosť použitia pre Alzheimerovu chorobu bola náhodne objavená, keď bol testovaný DBS na muža, ktorý bol morbidne obézny ako spôsob, ako sa pokúsiť ovládať jeho chuť do jedla. Keď ho testovali s umiestnením drôtu a elektrickými impulzmi, zaznamenal živú pamäť. Keď vypnali impulzy, pamäť zmizla a keď sa stimulátor znovu otočil, pamäť sa vrátila. To viedlo k uvedomeniu, že možno existuje spôsob, ako stimulovať mozog a spomienky, ktoré drží.
Je to bezpečné?
DBS sa zdá byť dosť bezpečný. Aj keď myslenie mozgovej chirurgie znie veľmi riskantné, odborníci tvrdia, že tento postup nie je tak invazívny, ako to znie.
Vždy existujú riziká s operáciou mozgu; Viac ako 100 000 ľudí po celom svete s Parkinsonovou chorobou prešlo DBS s minimálnymi problémami. Riziká zahŕňajú infekciu, poruchu zariadenia, zdvih, poruchu batérie a pohyb drôtu.
Výskum v oblasti stimulácie hlbokého mozgu a Alzheimerovej choroby
Fáza I výskumu
V roku 2010 publikoval časopis Annals of Neurology výskum zameraný na fázu I klinického skúšania vykonávanej v Kanade so šiestimi ľuďmi diagnostikovanými včasnou Alzheimerovou chorobou. Každý z nich mal hlboký mozgový stimulátor chirurgicky implantovaný do ich mozgu a zažil 12 mesiacov kontinuálnej elektrickej stimulácie.
Testovanie ich kognitívnych funkcií po 6 a 12 mesiacoch naznačilo zlepšenie alebo menej ako sa očakávalo pokles troch zo šiestich účastníkov.
Okrem toho boli PET vyšetrenia použité na vyhodnotenie metabolizmu glukózy v mozgu, čo je schopnosť mozgu rozložiť cukry pre mozgové palivo a môže byť tiež ukazovateľom hladiny aktivity neurónov v mozgu. Ľudia s Alzheimerovou chorobou zvyčajne vykazujú v priebehu času pokles metabolizmu glukózy, ale u týchto šiestich účastníkov výskumu došlo k zvýšeniu, ktoré sa udržalo počas celej štúdie. Zaujímavé je, že klesajúca schopnosť mozgu rozložiť cukor pri Alzheimerovej chorobe prinútila niektorých výskumníkov, aby nazvali Alzheimerov diabetes typu 3.
Fáza II výskumu
Vo fáze II štúdie prostredníctvom Johns Hopkins sa 42 pacientov vo veku 45 až 85 zúčastnilo na DBS zameraných na Alzheimerovu chorobu. Každý z nich absolvoval DBS chirurgickú operáciu na implantáciu v rokoch 2012 a 2014. Polovica z nich mala po 2 týždňoch svoje stimulátory a polovica z nich bola po 12 mesiacoch zapnutá. Bola to dvojito slepá štúdia, pretože ani lekári, ani pacienti nevedeli, kedy boli stimulátory aktivované.
Poznatky boli hodnotené v tejto štúdii prostredníctvom viacerých testov, vrátane ADAS-Cog 13. Materský metabolizmus glukózy bol tiež meraný v rôznych oblastiach mozgu.
Výsledky tejto štúdie boli zaujímavé a nie nevyhnutne to, čo sa očakávalo. Po 6 mesiacoch po implantácii stimulátora výrazne vzrástol metabolizmus glukózy v mozgu, ale tieto zisky neboli udržiavané po 12 mesiacoch. Okrem toho bol zaznamenaný vek súvisiaci rozdiel v reakcii. Tí účastníci, ktorí mali viac ako 65 rokov, preukázali zlepšenie kognitívnej funkcie a metabolizmu glukózy v mozgu. Tí, ktorí boli mladší ako 65 rokov, nevykazovali výrazné zlepšenie v oboch oblastiach. Výskumníci sa domnievali, že tento účinok môže súvisieť s niekedy väčším zhoršením mozgovej štruktúry u mladších ľudí s Alzheimerovou chorobou (Alzheimerovu chorobu v skorom štádiu) v porovnaní s Alzheimerovou chorobou s oneskoreným nástupom.
Zhrnutie účinkov DBS na mozog
Účinky DBS na Alzheimerovu štúdiu boli skúmané prostredníctvom týchto klinických štúdií fázy I a fázy II, ale informácie o tom, ako to ovplyvňuje mozog, boli tiež získané z ich použitia v iných prostrediach vrátane iných výskumov štúdie a pri liečbe Parkinsonovej choroby. Boli zistené nasledovné účinky:
Vylepšené celkové poznanie:
Výskum na DBS u ľudí s Alzheimerovou chorobou viedol k zlepšenému poznaniu niektorých účastníkov, meraný viacerými neuropsychologickými testami. Tieto testy merajú niekoľko aspektov fungovania mozgu, vrátane pamäte, orientácie, rozpoznávania slov a ďalšie.
Zvýšený objem hipokampu:
Zatiaľ čo hipokampus (časť mozgu spojená s pamäťou) atrofuje s prítomnosťou starnutia a významnejšie u Alzheimerovej choroby, zistilo sa, že DBS zvyšuje objem hipokampu u osôb s Alzheimerovou chorobou. Hipokampálny objem bol korelovaný s fungovaním pamäte.Zvýšený metabolizmus glukózy v mozgu:
Ako bolo zdôraznené vyššie, niektoré subjekty, ktoré dostali DBS, preukázali zlepšenie metabolizmu glukózy vo viacerých oblastiach mozgu.Zvýšený objem fornixových a mammálnych teliesok:
Fornix a mammárne telieska v mozgu (ktoré sú spojené s fungovaním pamäti) preukázali zvýšený objem po DBS u pacientov s Alzheimerovou chorobou.Vyššie hladiny acetylcholínu:
DBS sa tiež ukázalo vo výskume spúšťania uvoľňovania acetylcholínu. Acetylcholín pomáha prenášať správy z jednej nervovej bunky do ďalšej v mozgu.Zvýšená priestorová pamäť:
Po hlbokej mozgovej stimulácii na fornix potkanov demonštrovali zlepšenú priestorovú pamäť vo svojej schopnosti navigovať v bludisku. Kým štúdie na zvieratách nie sú vždy prenášané na ľudí, často nám poskytujú náhľady o bezpečnosti a účinnosti experimentálnych postupov.Znížená verbálna plynulosť:
Hlboká stimulácia mozgu sa dlhodobo používa u ľudí s Parkinsonovou chorobou s výrazne pozitívnymi výsledkami. Niektoré výskumy však zistili, že v niektorých z týchto jedincov klesla verbálna plynulosť. Zatiaľ čo mnohí s Parkinsonovou chorobou majú pocit, že toto riziko stojí za to, že im to dáva hlboká stimulácia mozgu. nemusí sa tak ľahko považovať za užitočné riziko u pacientov s Alzheimerovou chorobou.Etické úvahy
Hoci sa uskutočnili viaceré štúdie na ľuďoch, niektorí vedci požadujú dodatočné a rozšírené štúdie používajúce DBS na zvieratách predtým, než budú pokračovať vo výskume s ľuďmi. Zdôrazňujú, že zatiaľ čo účastníci výskumu DBS zaznamenali určité kognitívne zlepšenie, existovali aj niektorí ďalší, ktorí po hlbokej mozgovej stimulácii klesli v niektorých kognitívnych oblastiach.Títo vedci tiež poukazujú na skutočnosť, že chýba pochopenie toho, ako funguje hlboká stimulácia mozgu; preto odporúčajú, aby sa pred rozšírením klinických skúšok s ľuďmi získalo viac informácií.
Slovo od Verywell
Hlboká mozgová stimulácia bola dobre zavedená ako vhodná liečba Parkinsonovej choroby; je však potrebný ďalší výskum, aby sa zistili jeho prínosy v súvislosti s Alzheimerovou chorobou. Potenciál DBS na zlepšenie kognitívnych funkcií je vzrušujúci, obzvlášť keď pokračujeme v úsilí nájsť účinnú liečbu Alzheimerovej choroby.
