Стимулација мозга може помоћи у сазнању код Паркинсонове болести

Ново истраживање сугерише да би стимулација ниске фреквенције дубоког подручја мозга могла да побољша когнитивну функцију код пацијената са Паркинсоновом болешћу (ПД). Ако су тачни, налази су поставили основу за потенцијал стимулације мозга за лечење других когнитивних болести.

Ново дело неуролога и неурохирурга са Универзитета у Ајови пружа прве директне доказе о повезаности у људском мозгу између подручја размишљања мозга и региона повезаних са контролом кретања.

Истраживачи су користили ретка, интраоперативна снимања мозга како би пронашли потенцијалне везе између фронталног кортекса мозга и дубље структуре назване субталамичко језгро (СТН).

Студија је пронађена на мрежи у часопису Мозак, показује да стимулација СТН на ниским фреквенцијама побољшава перформансе пацијената са ПД на једноставном когнитивном задатку који ПД обично поремети.

„Није често да идентификујете нову везу у људском мозгу“, рекао је др Нандакумар Нараианан, доцент за неурологију и виши аутор студије.

„Постојање овог хипердиректног пута од префронталног кортекса до СТН-а заокупљено је око једне деценије, али ово је први пут да смо експериментално показали да постоји и да функционише код људи.

„Такође смо могли да покажемо да ако стимулишемо СТН, мењамо фронталну кортикалну активност и мислимо да је то овим путем“, рекао је. „А ако стимулишемо СТН и променимо кортикалну активност, можемо заправо променити понашање на благотворан начин, побољшавајући когнитивне перформансе пацијената.“

Паркинсонова болест је прогресивно неуродегенеративно стање које погађа око милион људи у Сједињеним Државама. Дубинска стимулација СТН на високим фреквенцијама већ је одобрена за лечење проблема кретања код неких пацијената са ПД.

Поред тога што узрокује проблеме са кретањем, ПД такође утиче на размишљање или когницију. Нова открића подижу могућност да дубока стимулација мозга са СТН на различитој (ниској) фреквенцији такође може побољшати когнитивне симптоме код ПД, а можда чак и код других неуролошких и психијатријских болести.

У истраживању, тим је успео да мапира везу СТН-кортекс "преслушавањем" мождане активности током операција ради уградње електрода за дубоку стимулацију мозга (ДБС) код пацијената са ПД.

УИ неурохирург, др Јереми Греенлее, спроводи више од 30 таквих операција сваке године и његова стручност била је од виталног значаја за експеримент мапирања. Користећи специјализоване електроде за снимање смештене унутар мозга пацијента, Греенлее ослушкује мождане активности како би тачно поставио ДБС уређај.

Те електроде такође омогућавају директно снимање мождане активности у експерименталне сврхе код пацијената који су будни током поступка без додатног ризика. Оваква врста интраоперативних снимања није врло честа, али Греенлее и његове колеге из корисничког интерфејса имају дугу историју стручности у техници.

Током операције, пацијенти су радили једноставан когнитивни задатак као начин стимулисања једног дела мозга док су бележили електричну активност из других повезаних делова. Слушање неуронске активности током задатка омогућило је тиму да мапира везу.

„Успели смо да изазовемо одговор да покажемо функционалну везу“, објашњава Греенлее. „Веома брз одговор сугерише једну, директну синаптичку везу - то је оно што хипердирект значи.“

Утврдивши постојање хипердиректне везе, истраживачи су затим истражили ефекат нискофреквентне СТН стимулације на когнитивне способности. Нараианан-ов тим користи врло једноставан задатак размишљања - тачно процењујући пролазак кратког временског интервала - за проучавање когнитивних оштећења код пацијената са ПД и животињских модела ПД.

Открили су да стимулација побољшава когнитивне перформансе.

Током накнадних посета након хируршке интервенције, истраживачи су пацијентима задавали задатак временског интервала са стимулатором ДБС постављеним на једно од три подешавања: висока фреквенција (нормално за контролу кретања), нема стимулације или поставка ниске фреквенције од 4 Хз. Само стимулација од 4 Хз побољшала је перформансе пацијената на временском тесту.

Истраживачи мисле да су фреквенције попут комуникационих канала између мрежа. Ако две мреже раде заједно на истој фреквенцији, то може бити јединствен начин на који мреже међусобно комуницирају и преносе информације.

Извор: Универзитет у Ајови / ЕурекАлерт