Можно ли избежать потенциальных побочных эффектов при лечении болезни Паркинсона с помощью стимуляции с помощью подхода с обратной связью, который постоянно адаптируется к симптомам? Это один из ключевых вопросов д-ра. Иоаннис Влахос и его коллеги Таскин Дениз, проф. Доктор. Ад Аэрцен и проф. Доктор. Арвинд Кумар обращается к исследованию, которое теперь было опубликовано в журнале PLoS Computational Biology.
Подход, разработанный в Центре Бернштейна во Фрайбурге и кластере передового опыта BrainLinks-BrainTools Фрайбургского университета, предлагает значительный шаг вперед в исследованиях инновационных методов лечения болезни Паркинсона (БП): "В настоящее время существует только два распространенных метода лечения этого заболевания. Либо вы можете вводить лекарства, либо, если это не работает, нужно прибегать к электростимуляции, так называемой глубокой стимуляции мозга," Влахос объясняет. В последнем подходе, который в настоящее время основан на методе, известном как стимуляция с разомкнутым контуром, электрод имплантируется в мозг пациента, чтобы обеспечить непрерывную серию импульсов стимуляции. "В принципе, это напоминает подход кардиостимулятора," говорит Влахос. Однако симптомы болезни Паркинсона непостоянны. И поэтому, как утверждают исследователи, постоянная стимуляция мозга одним и тем же сигналом – не самое эффективное лечение.
"В нашем подходе с обратной связью электрод обеспечивает стимул, который подстраивается под сиюминутные симптомы. С помощью этого метода мы надеемся избежать некоторых побочных эффектов, таких как дисбаланс походки или нарушение речи, которые возникают при традиционном лечении DBS", Влахос объясняет.
В этом новом подходе с обратной связью активность мозга записывается и подается на нейропротезное устройство, которое затем регулирует силу стимуляции. Контроллер постоянно отслеживает активность мозга, которая отражает тяжесть симптомов болезни Паркинсона. Характер регистрируемой активности определяет сигнал стимуляции. Если требуется более сильная стимуляция, управляющий вход становится сильнее, если активность становится слабее, стимуляция ослабляется, и если нет патологической активности, устройство не будет обеспечивать никакой стимуляции. "Это продлевает срок службы батареи и, следовательно, увеличивает интервалы между подзарядкой и техническим обслуживанием – очевидное преимущество для пациента, несущего батарею," исследователь объясняет.
Тот же подход можно использовать для лечения других заболеваний головного мозга, таких как эпилепсия или шизофрения. Более того, метод Влахоса можно также использовать для разработки контроллеров для неинвазивной стимуляции, таких как методы транскраниальной стимуляции. Это означает, что мозг можно стимулировать извне, без необходимости просверливать отверстие в черепе и вживлять электрод в мозг.
Метод стимуляции с обратной связью, разработанный Влахосом и его коллегами, может быть дополнительно адаптирован для воздействия на активность мозга для решения фундаментальных научных вопросов: "Например, когда животные обращают внимание на вход, часто наблюдается усиление колебаний. Используя наш контроллер, мы можем модулировать силу колебаний и проверять, влияют ли и как на наше внимание такие колебания сети." После многообещающих результатов компьютерного моделирования, моделирующего динамику активности больших сетей нейронов, следующим шагом будет проверка подхода на животных моделях, прежде чем его можно будет протестировать на людях.