Глибока стимуляція мозку - біологія

Глибока стимуляція мозку (англ. DBS Глибока стимуляція мозку) - це нейрохірургічне втручання в мозок, за допомогою якого слід виправити помилки, пов’язані з хворобою. Цей термін популярний, але вводить в оману Мозковий кардіостимулятор.

Для хронічної стимуляції мозку пацієнту зазвичай імплантують один або два тонкі електроди, які підключені до підшкірного кабелю до генератора імпульсів у грудній клітці або у верхній частині живота. Цей генератор імпульсів безперервно посилає електричні імпульси до цільової області мозку, який - залежно від поточної частоти - може бути деактивований або стимульований.

На сьогоднішній день близько 75 000 пацієнтів у всьому світі пройшли хірургічне лікування за допомогою мозкового кардіостимулятора. Проспективні контрольовані та рандомізовані дослідження за останні роки показали постійну ефективність терапевтичного методу при перебігу окремого захворювання: покращуються не тільки такі симптоми, як тремор (тремор), ригідність (ригідність) та відсутність фізичних вправ (брадикінезія), але і цілісно покращує якість життя.

Однак протягом останніх років у численних спеціалізованих публікаціях повідомлялося про можливі психологічні побічні ефекти, в основному спектр включав незначне когнітивне погіршення, депресію та (гіпоманію). Зміни особистості також задокументовані. [1]

Встановлені галузі застосування включають хворобу Паркінсона, есенціальний тремор та дистонію. У клінічних випробуваннях застосовуються в області епілепсії, депресії, обсесивно-компульсивного розладу, кластерного головного болю та синдрому Туретта.

області застосування

Порушення руху

В даний час метод застосовується в основному для лікування різних рухових розладів, таких як симптоми хвороби Паркінсона, есенціальний тремор, тремор при розсіяному склерозі та дистонія.

Глибока стимуляція мозку та сфери її застосування є предметом сучасних досліджень:

Хвороба Паркінсона: найпоширеніша область застосування для глибокої стимуляції мозку. Дослідники з Forschungszentrum Jülich та Кельнського університету працюють над розробкою кардіостимулятора мозку, який не тільки придушить симптоми Паркінсона, але виправить їх і дозволить мозку знову нормально функціонувати. За цю ідею вони отримали премію Ервіна Шредінгера в 2005 році.

депресія

Застосування глибокої стимуляції мозку при депресії знаходиться на експериментальній стадії [3] [4]. Позитивні результати можуть бути продемонстровані в дуже малих групах пацієнтів, стійких до терапії, із стимуляцією субгеніальної області cg25 [5] та ядра акуменсу [6] [7].

Подальші сфери застосування

Застосування глибокої стимуляції мозку в терапії епілепсії, синдрому наркоманії, обсесивно-компульсивного розладу або кластерного головного болю також знаходиться на експериментальній стадії. [8] [9] [10]

функціональність

Як детально працює глибока стимуляція мозку, поки не з’ясовано. [11] Однак спосіб дії є предметом інтенсивних досліджень, і в даний час обговорюються чотири загальні теорії [12]:

Функціональний блок аксонів шляхом деполяризації
Синаптичне гальмування
Виснаження нейромедіаторів через постійне збудження нейронів
Індукована стимуляцією зміна патологічної активності нервової мережі мозку

Невеликий генератор імпульсів, що живиться від батареї та управляється чіпом, служить елементом управління, який використовується під шкірою м’язів грудної клітки або у верхній частині живота. Електроди вводяться через невеликі отвори у верхній частині черепа в цільовій області базальних гангліїв у лівій та правій півкулях мозку.

При лікуванні пацієнтів із запущеною хворобою Паркінсона націлене субталамічне ядро або медіальна бліда глобуса, у разі есенціального тремору - вентральний таламус, а при дистонії - блідий глобус. Дослідження університетських клінік у Кельні та Бонні щодо ефективності депресії вивчає стимуляцію ядра акуменсу. [11] [13]

хірургія

Щорічно близько 30 клінік Німеччини імплантують близько 400 кардіостимуляторів мозку. Імплантація оборотна.

Операція проходить у два етапи. По-перше, в стереотаксичній операції в черепі пацієнта просвердлюються маленькі отвори, через які електроди вводяться в мозок. Пацієнт, як правило, у повній свідомості. Це єдиний спосіб перевірити ефективність роботи окремих електродів і, отже, їх точне положення за допомогою тестових стимулювань. Генератор імпульсів (кардіостимулятор мозку) імплантується або під час цієї процедури, або під час другої, коротшої операції наступного дня.

Спочатку з кожного боку мозку використовували чотири контакти. Наприкінці 2010 року в Кельнській університетській лікарні вперше було імплантовано модель кардіостимулятора мозку з вісьмома контактами на кожній стороні мозку. Більша кількість електродів у мозку повинна зробити пристрій більш ефективним і мати менше побічних ефектів на інші ділянки мозку. [14]

Побічні ефекти

Однак після успішної операції може спостерігатися тимчасова або тривала дизартрія або переважно тимчасова маніакальна поведінка з неадекватно підвищеним настроєм, ненормальне збільшення руху, матеріальна марнотратська поведінка та серйозне порушення особистої продуктивності. [15] З іншого боку, у деяких пацієнтів виникає депресія після глибокої стимуляції мозку, незважаючи на покращення їх рухових розладів. [16]

Етична дискусія

Оскільки точний спосіб дії в мозку невідомий, і можна впливати на настрій і поведінку (депресія, обсесивно-компульсивний розлад, манія), глибока стимуляція мозку також є предметом етичних дискусій [17], [18]. Національна рада з питань етики провела обговорення нейроімплантатів у січні 2006 року. З точки зору самовизначення, було вигідно вигідним те, що стимуляція глибокого мозку є оборотною, і нейростимулятор може бути відключений у будь-який час.