«Умные» электроды
Глубокая стимуляция головного мозга применяется для лечения болезни Паркинсона уже более 25 лет, однако существенные ограничения этого метода подтолкнули ученых к поиску способов его усовершенствования. Американские исследователи под руководством профессора Филипа Старра (Philip Starr) из университета Калифорнии в Сан-Франциско разработали первую полностью имплантируемую систему для электростимуляции, использующую для точной настройки своей работы обратную связь непосредственно от головного мозга.
Традиционно глубокая стимуляция головного мозга при болезни Паркинсона подразумевает хирургическую имплантацию в мозг тонкого проволочного электрода, с помощью которого обеспечивается постоянная стимуляция региона, известного как базальные ганглии. Такой подход ассоциирован с нежелательными побочными явлениями, требующими вмешательства квалифицированного специалиста.
Предложенный авторами метод, напротив, является адаптивным, то есть обеспечивает стимуляцию, корректирующуюся в режиме реального времени в соответствии с сигналами, поступающими из головного мозга пациента.
В краткосрочном исследовании двум пациентам с болезнью Паркинсона имплантировали устройства для адаптивной глубокой стимуляции головного мозга. Эти устройства отличаются от традиционных тем, что они одновременно производят мониторинг и модуляцию активности мозга. Мониторинг обеспечивается электродом, имплантированным на поверхности первичной двигательной коры, отвечающей за нормальное движение тела. Сигналы от этого электрода регистрируются установленной на устройство программой, которая определяет необходимость стимуляции головного мозга в текущий момент времени.
Тестируемая в рамках исследования программа воспринимала как сигнал о необходимости коррекции стимулирующего воздействия профиль мозговой активности, ассоциированной с дискинезией или неконтролируемыми движениями, являющимися побочным эффектом глубокой стимуляции головного мозга при болезни Паркинсона. Уровень стимуляции снижался при выявлении ассоциированной с дискинезией мозговой активности и повышался при ее отсутствии.
Результаты сделанных авторами наблюдений продемонстрировали эффективность адаптивной глубокой стимуляции головного мозга в регулировании нарушений двигательной активности при болезни Паркинсона. Обеспечиваемые ею улучшения сопоставимы с результатами применения непрерывной не имеющей обратной связи стимуляции, вручную регулируемой специалистами.
Помимо этого адаптивная стимуляция обеспечивает экономию примерно 40% энергии аккумуляторной батареи устройства, по сравнению с энергетическими затратами традиционных устройств. Из-за краткосрочности периодов наблюдения исследователи не смогли сравнить количество периодов дискинезии, развивающихся при использовании разных подходов. Однако они предполагают, что переменная стимуляция головного мозга позволит снизить частоту побочных эффектов и планируют выяснить этот вопрос в более продолжительных клинических исследованиях.
Если надежды разработчиков оправдаются, адаптивная глубокая стимуляция головного мозга решит проблему пациентов, плохо поддающихся лечению, у которых избыточная стимуляция головного мозга ассоциирована с тяжелой дискинезией.
Статья Nicole C Swann et al. Adaptive deep brain stimulation for Parkinson’s disease using motor cortex sensing опубликована в Journal of Neural Engineering.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам NIH/National Institute of Neurological Disorders and Stroke: Self-tuning brain implant could help treat patients with Parkinson’s disease.