Az agyi stimuláció segítheti a megismerést a Parkinson-kórban

Új kutatások szerint a mély agyi régió alacsony frekvenciájú stimulálása képes lehet javítani a kognitív funkciókat a Parkinson-kórban (PD) szenvedő betegeknél. Ha igaz, akkor a megállapítások meghatározzák az agyi stimuláció potenciálját más kognitív betegségek kezelésében.

Az Iowai Egyetem neurológusainak és idegsebészeinek új munkája az első közvetlen bizonyítékot szolgáltatja az emberi agyban az agy gondolkodási régiója és a mozgás vezérlésével összefüggő régiók közötti kapcsolatról.

A kutatók ritka, intraoperatív agyi felvételekkel keresték meg az agy frontális kérge és a subthalamicus mag (STN) közötti mélyebb szerkezet közötti lehetséges kapcsolatokat.

A tanulmány a folyóiratban online megtalálható Agy, azt mutatja, hogy az STN stimulálása alacsony frekvenciákon javítja a PD-betegek teljesítményét egy egyszerű kognitív feladat során, amelyet a PD általában megzavar.

"Nem túl gyakran azonosít új kapcsolatot az emberi agyban" - mondta Nandakumar Narayanan, MD, Ph.D., az UI neurológiai adjunktusa és a tanulmány vezető szerzője.

„Ennek a hiperdirekt útnak a létezése a prefrontális kéregtől az STN felé körülbelül egy évtizede banditált, de ez az első alkalom, amikor kísérletileg kimutattuk, hogy létezik és működik az emberekben.

"Azt is meg tudtuk mutatni, hogy ha stimuláljuk az STN-t, megváltoztatjuk a frontális kérgi aktivitást, és úgy gondoljuk, hogy ezen az úton halad" - mondta. "És ha stimuláljuk az STN-t és megváltoztatjuk a kortikális aktivitást, akkor valóban megváltoztathatjuk a viselkedést, javítva a betegek kognitív teljesítményét."

A Parkinson-kór egy progresszív neurodegeneratív állapot, amely az Egyesült Államokban körülbelül egymillió embert érint. Az STN mély agystimulációja magas frekvenciákon már engedélyezett a mozgásproblémák kezelésére néhány PD-ben szenvedő betegnél.

A mozgásproblémák mellett a PD befolyásolja a gondolkodást vagy a megismerést is. Az új eredmények felvetik annak lehetőségét, hogy az STN mély agystimulációja eltérő (alacsony) gyakorisággal javíthatja a kognitív tüneteket a PD-ben, és esetleg más neurológiai és pszichiátriai betegségekben is.

A kutatás során a csapat képes volt feltérképezni az STN-kéreg kapcsolatát azáltal, hogy műtétek során "meghallgatta" az agyi aktivitást, hogy mély agyi stimulációs (DBS) elektródákat ültessen be PD-ben szenvedő betegeknél.

Jeremy Greenlee, az UI idegsebésze évente több mint 30 ilyen műtétet végez, és szakértelme létfontosságú volt a feltérképezési kísérlet szempontjából. A betegek agyába helyezett speciális rögzítő elektródákat használva Greenlee meghallgatja az agytevékenységet a DBS eszköz pontos elhelyezése érdekében.

Ezek az elektródák lehetővé teszik az agy aktivitásának közvetlen rögzítését kísérleti célokra azoknál a betegeknél, akik az eljárás során ébren vannak, anélkül, hogy bármilyen kockázatot jelentenének. Ez a fajta intraoperatív felvétel nem túl gyakori, de Greenlee és UI-s kollégái hosszú múltra tekintenek vissza a technikában.

A műtét során a betegek egyszerű kognitív feladatot hajtottak végre, hogy stimulálják az agy egyik részét, miközben rögzítik az összekapcsolt többi rész elektromos aktivitását. A feladat során az idegi tevékenység hallgatása lehetővé tette a csapat számára a kapcsolat feltérképezését.

"A funkcionális kapcsolat bemutatására választ tudtunk váltani" - magyarázza Greenlee. "A nagyon gyors válasz egyetlen, közvetlen szinaptikus kapcsolatot javasol - ezt jelenti a hiper direkt."

A hiper közvetlen kapcsolat fennállásának megállapítása után a kutatók ezután megvizsgálták az alacsony frekvenciájú STN stimuláció kognitív képességekre gyakorolt ​​hatását. Narayanan csapata nagyon egyszerű gondolkodási feladatot alkalmaz - pontosan megbecsülve egy rövid idő elteltét - a kognitív károsodás tanulmányozására a PD betegeknél és a PD állatmodelljeiben.

Felfedezték, hogy a stimuláció javítja a kognitív teljesítményt.

A műtét utáni utólátogatások során a kutatók a betegek elvégezték az intervallum időzítési feladatot a DBS stimulátorral a három beállítás egyikére állítva: magas frekvencia (normális a mozgás vezérléséhez), nincs stimuláció vagy alacsony frekvenciájú 4 Hz-es beállítás. Csak a 4 Hz-es stimuláció javította a betegek teljesítményét az időzítési teszten.

A kutatók szerint a frekvenciák olyanok, mint a hálózatok közötti kommunikációs csatornák. Ha két hálózat ugyanazon a frekvencián dolgozik együtt, az egyedülálló mód lehet a hálózatok interakciójára és az információk továbbítására.

Forrás: Iowai Egyetem / EurekAlert