Kiedy niektóre połączenia w mózgu nie funkcjonują prawidłowo, mogą wystąpić zaburzenia, takie jak choroba Parkinsona, dystonia, zaburzenia obsesyjno-kompulsywne (OCD) i zespół Tourette’a. Naukowcy wykorzystują głęboką stymulację mózgu do lokalizowania zakłóconych ścieżek neuronowych.
Ukierunkowana stymulacja określonych obszarów mózgu może pomóc złagodzić objawy. Aby dokładnie określić docelowe obszary terapeutyczne mózgu, zespół kierowany przez naukowców z Charité – Universitätsmedizin w Berlinie (Niemcy) oraz Brigham and Women’s Hospital z Bostonu (USA) przeanalizował dane od pacjentów z całego świata, którzy przeszli wszczepienie maleńkich elektrod w celu stymulacji mózgu. Dzięki ich analizie stworzono unikalną mapę sieci mózgowych z zaburzeniami. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Nature Neuroscience”.
Zaburzenia neurologiczne i neuropsychiatryczne objawiają się szerokim spektrum różnych objawów: od zaburzeń nastroju i przetwarzania informacji po deficyty motoryczne. Mają one jedną wspólną cechę: wszystkie można przypisać nieprawidłowościom w funkcjonowaniu połączeń między określonymi obszarami mózgu. Mówiąc prościej, gdy obwody mózgowe stają się dysfunkcyjne, mogą działać jako hamulce dla mózgu.
Wyimek obrazu to optymalne obszary docelowe do głębokiej stymulacji mózgu w jądrze podstawnym.
Głęboka stymulacja mózgu (DBS) jest ukierunkowana na tego rodzaju nieprawidłowe obwody i może być pomocna w łagodzeniu objawów w różnych jego obszarach. W tym podejściu neurochirurgicznym małe elektrody są wszczepiane do precyzyjnie zdefiniowanych docelowych obszarów mózgu. Elektrody następnie przewlekle emitują słabe impulsy elektryczne do otaczającej tkanki. Efekty stymulacji przemieszczają się wzdłuż ścieżek neuronowych do bardziej odległych obszarów mózgu. Stymulacja nie zawsze jest skuteczna. Nawet niewielkie rozbieżności w ułożeniu elektrod mogą prowadzić do słabszych efektów zabiegu.
To, które konkretne obwody mózgowe należy stymulować, aby osiągnąć optymalne wyniki podczas leczenia, było pytaniem dla międzynarodowego zespołu kierowanego przez neurobiologów: prof. Andreasa Horna i dr Ningfei Li z Charité and Brigham and Women’s Hospital. – Naszym celem było lepsze zrozumienie, w którym miejscu mózgu potencjalne „hamulce” mogą zostać uwolnione poprzez neuromodulację, na przykład w celu normalizacji objawów choroby Parkinsona – mówi dr Ningfei Li.
Specyficzny obszar zwojów podstawy, zwany jądrem podstawnym, jest uważany za skuteczny cel dla DBS w leczeniu objawów choroby Parkinsona i dystonii, które znajdują się w spektrum zaburzeń ruchowych. Niedawno ten sam region mózgu został zidentyfikowany jako skuteczny cel w leczeniu zaburzeń neuropsychiatrycznych, takich jak OCD i zaburzenia tikowe.
To skłoniło naukowców do poszukiwania odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób tak małe jądro, o długości zaledwie około jednego centymetra, może być skutecznym celem dla objawów tak różnych dysfunkcji mózgu. Zespół przeanalizował dane z 534 elektrod DBS wszczepionych u 261 pacjentów na całym świecie. Z tej kohorty u 70 pacjentów zdiagnozowano dystonię, u 127 chorobę Parkinsona, u 50 OCD, a u 14 zespół Tourette’a. Korzystając z oprogramowania opracowanego przez zespół, naukowcy zrekonstruowali dokładną lokalizację każdej elektrody. Następnie wykorzystano symulacje komputerowe do mapowania dróg nerwowych, które zostały aktywowane u pacjentów z optymalnymi lub nieoptymalnymi wynikami leczenia.
Źródło: eurekalert.org
Foto: © Charité | Barbara Hollunder