Стимуляція мозку може допомогти пізнанню при Паркінсоні
Нові дослідження показують, що низькочастотна стимуляція глибокої області мозку може покращити когнітивні функції у пацієнтів із хворобою Паркінсона (БП). Якщо це правда, висновки створюють основу для потенціалу стимуляції мозку для лікування інших когнітивних захворювань.
Нова робота неврологів та нейрохірургів з Університету Айови пропонує перші прямі докази зв’язку в мозку людини між мислячою областю мозку та регіонами, пов’язаними з контролем руху.
Дослідники використовували рідкісні інтраопераційні записи головного мозку, щоб знайти потенційні зв’язки між лобовою корою головного мозку та більш глибокою структурою, званою субталамічним ядром (STN).
Дослідження, знайдене в Інтернеті в журналі Мозок, показує, що стимуляція STN на низьких частотах покращує ефективність роботи хворих на PD із простим когнітивним завданням, яке зазвичай порушується PD.
"Не так часто ви виявляєте новий зв'язок в мозку людини", - сказав Нандакумар Нараянан, доктор медичних наук, доцент, доцент кафедри неврології та старший автор дослідження.
«Існування цього гіпердиректного шляху від префронтальної кори до STN перекладається близько десяти років, але ми вперше експериментально показали, що він існує і функціонує в людях.
"Ми також змогли показати, що якщо ми стимулюємо ЗПСШ, ми змінюємо фронтальну кортикальну активність, і ми думаємо, що це відбувається за цим шляхом", - сказав він. "І якщо ми стимулюємо ЗПН та змінюємо кортикальну активність, ми можемо насправді змінити поведінку корисним чином, покращуючи когнітивні показники пацієнтів".
Хвороба Паркінсона - це прогресуючий нейродегенеративний стан, який вражає близько одного мільйона людей у США. Глибока мозкова стимуляція STN на високих частотах вже схвалена для лікування проблем руху у деяких пацієнтів з PD.
Однак, крім проблем із рухом, ПД також впливає на мислення або пізнання. Нові висновки піднімають можливість того, що глибока стимуляція мозку STN з різною (низькою) частотою може також покращити когнітивні симптоми при БД, а можливо навіть при інших неврологічних та психічних захворюваннях.
У ході дослідження команда змогла продемонструвати зв’язок STN і кори, «прослуховуючи» активність мозку під час операцій, щоб імплантувати електроди глибокої стимуляції мозку (DBS) у пацієнтів з PD.
Нейрохірург UI Джеремі Грінлі, доктор медичних наук, проводить понад 30 таких операцій щороку, і його досвід був життєво важливим для картографічного експерименту. Використовуючи спеціалізовані реєструючі електроди, розміщені всередині мозку пацієнтів, Грінлі слухає діяльність мозку, щоб точно розмістити пристрій DBS.
Ці електроди також дозволяють безпосередньо реєструвати мозкову діяльність для експериментальних цілей у пацієнтів, які не сплять під час процедури, не додаючи жодного ризику. Цей тип інтраопераційних записів не дуже поширений, але Грінлі та його колеги по інтерфейсу мають довгу історію знань у цій техніці.
Під час операції пацієнти виконували просте когнітивне завдання як спосіб стимулювання однієї частини мозку, одночасно реєструючи електричну активність з інших з’єднаних частин. Прослуховування нервової діяльності під час виконання завдання дозволило команді скласти карту зв’язку.
"Ми змогли викликати відповідь, щоб показати функціональний зв'язок", - пояснює Грінлі. "Дуже швидка реакція передбачає єдиний прямий синаптичний зв’язок - ось що означає гіпердирект".
Встановивши існування гіперпрямого зв’язку, дослідники далі досліджували вплив стимуляції низькочастотної СТН на когнітивні здібності. Команда Нараянана використовує дуже просте завдання мислення - точну оцінку проходження короткого проміжку часу - для вивчення когнітивних порушень у хворих на БП та тваринних моделей БП.
Вони виявили, що стимуляція покращує когнітивні показники.
Під час наступних візитів після операції дослідники змушували пацієнтів виконувати завдання синхронізації інтервалу, коли стимулятор DBS встановлений в одне з трьох налаштувань: висока частота (нормальна для контролю руху), відсутність стимуляції або низька частота 4 Гц. Тільки стимуляція 4 Гц покращила ефективність пацієнтів у тесті хронометражу.
Дослідники вважають, що частоти подібні до каналів зв'язку між мережами. Якщо дві мережі працюють разом на одній частоті, це може бути унікальним способом взаємодії мереж та передачі інформації.
Джерело: Університет Айови / EurekAlert
