Болезнь Паркинсона: от простых решений к сложной адекватной стимуляции

От фиксированных импульсов к умной стимуляции: лечение болезни Паркинсона делает шаг вперед. Хотя мозг является нашим самым сложным органом, способы его лечения исторически были довольно простыми. Обычно хирурги повреждали (поражали) структуру или путь в надежде, что это исправит «дисбаланс», который привел к болезни. Кандидатные структуры для повреждения обычно находили методом проб и ошибок, случайности или экспериментов на животных.
Во время одной из таких операций в 1987 году французский нейрохирург Алим-Луи Бенабид заметил, что электрическая стимуляция, которую он проводил для определения правильного места для повреждения, имела такие же эффекты, как и само повреждение. Это открытие привело к новому методу лечения: глубокой мозговой стимуляции. Она включала в себя работу кардиостимулятора, который отправлял электрические импульсы через электроды, вживленные в определенные точки мозга.
Этот метод использовался для лечения прогрессирующей болезни Паркинсона с начала 2000-х. Однако до сегодняшнего дня настройки стимулятора должны были оставаться постоянными после их установки специалистом, и могли изменяться только при следующем визите пациента в клинику.
Следовательно, большинство исследователей и врачей рассматривали стимуляцию лишь как регулируемый и обратимый способ повреждения. Но в наши дни эта область переживает революцию, которая бросает вызов этому взгляду.
Адаптивная глубокая мозговая стимуляция была одобрена в начале этого года здравоохранительными органами США и Европы. Она включает в себя компьютер, который интерпретирует активность мозга и решает, следует ли увеличить или уменьшить амплитуду стимуляции, чтобы достичь наилучшего облегчения симптомов пациента.
Болезнь Паркинсона – это сложное заболевание с изменяющимися симптомами, которые сильно зависят от лекарств, которые пациент принимает несколько раз в день. Хотя для некоторых пациентов постоянная стимуляция хорошо контролирует их симптомы, для других она в некоторые моменты оказывается слишком сильной, а в другие – слишком слабой.
В идеале лечение должно начинаться только тогда, когда оно наиболее полезно.
Открытие, которое сделало адаптивную стимуляцию возможной, было сделано учеными Университетского колледжа Лондона более двух десятилетий назад, когда первые пациенты с болезнью Паркинсона начали получать электроды, вставленные в Национальной больнице неврологии и нейрохирургии Великобритании.
Записав активность мозга из этих электродов вскоре после операции, ученые заметили, что особый вид мозговых волн появлялся, когда пациент прекращал прием своих лекарств и симптомы ухудшались.
Волны исчезали, когда пациенты принимали лекарства и начинали чувствовать себя лучше. Прошло целое десятилетие, прежде чем тот же коллектив ученых впервые попытался использовать мозговые волны для управления стимуляцией.
Идея схожа с термостатом, управляющим кондиционером. Когда волны (температура) достигают определенного порога, электронная система управления включает стимулятор (кондиционер). Это снижает волны, и когда они исчезают, стимуляция может быть отключена на некоторое время, пока волны не появятся снова.
Первоначальная схема была громоздкой и могла использоваться только в больнице, и еще одно десятилетие потребовалось, чтобы встроить ее в устройство размером меньше спичечного коробка, которое можно было бы имплантировать в грудь пациента.
Хотя возможность адаптивной мозговой стимуляции предоставляет новые инструменты врачам и медсестрам для наилучшей настройки стимуляции для пациента, она также несет новые вызовы.
Даже с первоначальными фиксированными настройками есть много параметров, которые врачи должны установить, чтобы обеспечить эффективное лечение с минимальными побочными эффектами. Сделать стимуляцию адаптивной добавляет еще один уровень сложности и ставит дополнительные требования к времени и вниманию клинической команды.
В случае болезни Паркинсона эффекты стимуляции почти мгновенны, поэтому относительно легко увидеть, как хорошо работают конкретные постоянные настройки. Но адаптивную настройку необходимо тестировать по крайней мере несколько дней, чтобы увидеть, как хорошо она справляется с повседневной рутиной и циклами приема лекарств пациента.
Адаптивные стимуляторы также обладают сенсорными способностями. Они могут записывать уровни вредных мозговых волн в течение нескольких дней и недель, чтобы клиническая команда могла их просмотреть и увидеть, насколько хорошо они контролируются.
Эти возможности являются новыми в лечении болезни Паркинсона, хотя аналогичные имплантированные устройства уже много лет используются кардиологами и эпилептологами (неврологами, специализирующимися на эпилепсии).
Изучение мозговых волн, записанных «умными» стимуляторами у пациентов с болезнью Паркинсона, открывает новые двери для понимания других заболеваний. Многие пациенты страдают от таких проблем, как депрессия и когнитивный упадок. Исследователи могли бы искать признаки в их мозговых сигналах, которые отслеживают тяжесть этих симптомов, используя инструменты ИИ, чтобы находить связи, слишком тонкие или слишком сложные для восприятия человека.
Параллельная ветвь исследований глубокой мозговой стимуляции сосредоточена на точной картографии мозговых цепей, ответственных за различные неврологические и психиатрические симптомы. Несколько последних исследований сообщили о успехах в лечении депрессии, ОКР и сильных головных болей.
Стимуляция в нужном месте в нужное время с учетом того, чем занимается пациент, – это то, в каком направлении движется эта область. При наличии базовой технологии, прогресс может оказаться стремительным.