رسم خرائط دوائر الدماغ يكشف عن أهداف علاجية محتملة لاضطرابات الدماغ – عالم الفيزياء

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders-physics-world-3.jpg" data-caption="يبسط مرض معين كشف التحفيز العميق للدماغ عن حزم الألياف المرتبطة بتحسن أعراض مرض باركنسون (الأخضر)، وخلل التوتر (الأصفر)، ومتلازمة توريت (الأزرق)، واضطراب الوسواس القهري (الأحمر). (مجاملة: باربرا هولندر)”>

تلعب الدوائر الأمامية للدماغ دورًا حيويًا في التحكم في الوظائف الحركية والمعرفية والسلوكية. يمكن أن يؤدي تعطيل الدوائر الجبهية تحت القشرية، التي تربط القشرة الأمامية في الدماغ الأمامي بالعقد القاعدية الموجودة في عمقها، إلى مجموعة من الاضطرابات العصبية. ومع ذلك، ليس من الواضح ما هي الروابط المرتبطة بالاختلالات الوظيفية. لتسليط الضوء على هذه المشكلة والمساعدة في تحديد أهداف العلاج المحتملة، استخدم فريق بحث دولي التحفيز العميق للدماغ (DBS) لرسم خريطة للدوائر المرتبطة بأربعة اضطرابات دماغية مختلفة.

DBS هو علاج جراحي تقوم فيه الأقطاب الكهربائية المزروعة جراحيًا بتعديل شبكات الدماغ عن طريق التحفيز الكهربائي للمناطق المستهدفة. أحد هذه الأهداف - النواة تحت المهاد - له أهمية خاصة لأنه يتلقى مدخلات من القشرة الأمامية بأكملها إلى العقد القاعدية. في الواقع، تبين أن التحفيز الكهربائي للنواة تحت المهاد يخفف من أعراض العديد من اضطرابات الدماغ.

الفريق البحثي – بقيادة أندرياس هورن من مركز علاجات دائرة الدماغ في كلية الطب بجامعة هارفارد و شاريتيه - جامعة برلين، ونينغفي لي من شاريتيه - قاما بدراسة ما مجموعه 534 قطبًا كهربائيًا للتحفيز العميق للدماغ (DBS) مزروعة لعلاج أربعة اضطرابات دماغية: مرض باركنسون (PD)، وخلل التوتر العضلي، واضطراب الوسواس القهري (OCD)، ومتلازمة توريت (TS).

المؤلف الأول باربرا هولندر قام وزملاؤه أولاً بفحص بيانات من 197 مريضًا تم زرع أقطاب التحفيز العميق للدماغ لديهم بشكل ثنائي في النواة تحت المهاد لعلاج هذه الاضطرابات، بما في ذلك 70 مصابًا بخلل التوتر العضلي، و94 مصابًا باضطراب باركنسون، و19 مصابًا بالوسواس القهري، و14 مصابًا بمتلازمة توريت.

بالنسبة لكل اضطراب، قاموا بتخطيط تأثيرات التحفيز على المستوى تحت المهاد عبر المجموعة لتحديد المواقع المرتبطة بالتحفيز الأكثر فائدة. اختلفت "البقع الحلوة" هذه في DBS في موقعها على النواة تحت المهاد بالنسبة للاضطرابات الأربعة.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="رسم خرائط دوائر الدماغ حزمة الألياف المرتبطة بتحسن الأعراض بعد DBS في الوسواس القهري. يتم تمثيل مجموعة مثالية من الأقطاب الكهربائية الثنائية المزروعة لعلاج هذا الاضطراب لدى مريض واحد بجانب القناة. (بإذن من: باربرا هولندر)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

بعد ذلك، قام الباحثون برسم خريطة لتأثيرات التحفيز على الدوائر الأمامية تحت القشرية، مما مكنهم من تحديد دوائر الدماغ التي أصبحت مختلة وظيفيا (ويمكن استهدافها للعلاج) في كل اضطراب. تضمنت الدوائر التي استفادت أكثر من التحفيز (المشار إليها باسم "الخطوط الانسيابية الحلوة") نتوءات من القشرة الحسية الحركية لخلل التوتر، والقشرة الحركية الأولية لـ TS، والمنطقة الحركية الإضافية لـ PD، والقشور الحزامية الأمامية والبطنية البطنية للوسواس القهري.

يقول هورن في بيان صحفي: "لقد تمكنا من استخدام تحفيز الدماغ لتحديد الدوائر واستهدافها بدقة من أجل العلاج الأمثل لأربعة اضطرابات مختلفة". "بعبارات مبسطة، عندما تصبح دوائر الدماغ مختلة وظيفيا، فإنها قد تكون بمثابة مكابح لوظائف الدماغ المحددة التي تنفذها الدائرة عادة. إن استخدام نظام DBS قد يؤدي إلى تحرير المكابح وربما استعادة الوظيفة جزئيًا.

الإمكانات السريرية

تمتلك هذه النماذج التبسيطية الخاصة بالأمراض إمكانية توجيه العلاجات السريرية المستقبلية. ولتأكيد هذه القدرة، أجرى الباحثون المزيد من التجارب باستخدام بيانات مستقلة. لقد قاموا بالتحقق من صحة نماذج PD وOCD التبسيطية (التي تم اختيارها بسبب توفر المريض) في مجموعتين بأثر رجعي إضافيين من 32 و35 مريضًا، على التوالي.

في هؤلاء المرضى الإضافيين، استخدم الباحثون مستوى التداخل بين أحجام التحفيز والنموذج الانسيابي المعني لتقدير النتائج السريرية. بالنسبة لكلا الاضطرابين، لاحظوا تطابقًا جيدًا بين التقديرات والتحسن في الأعراض.

أجرى الباحثون أيضًا ثلاث تجارب مستقبلية باستخدام الدوائر المحددة لتحسين فائدة العلاج. بالنسبة لمريضين، قاموا بإعادة برمجة غرسات DBS الخاصة بهم لتحقيق أقصى قدر من التداخل بين أحجام التحفيز مع النموذج الانسيابي المعني. استفاد المريض الأول، وهو رجل يبلغ من العمر 67 عامًا مصابًا بداء باركنسون، من انخفاض الأعراض بنسبة 60% عند العلاج السريري التقليدي باستخدام تقنية التحفيز العميق للدماغ. أدى التحفيز الأمثل استنادًا إلى المعلمات الموجهة بشكل انسيابي إلى تحسين فائدة العلاج هذه مما أدى إلى تقليل الأعراض بنسبة 71%.

في الحالة الثانية، امرأة تبلغ من العمر 21 عامًا تعاني من اضطراب الوسواس القهري الشديد المقاوم للعلاج، بعد شهر واحد من إعادة برمجة التحفيز العميق للدماغ القائم على التبسيط، شهدت انخفاضًا بنسبة 37% في أعراض الوسواس القهري العالمية، مقارنة بانخفاض الأعراض بنسبة 17% في ظل التحفيز السريري. حدود.

أخيرًا، قام الفريق بزراعة زوج من الأقطاب الكهربائية تحت المهاد لعلاج رجل يبلغ من العمر 32 عامًا كان يعاني من الوسواس القهري المقاوم للعلاج منذ سن 18 عامًا. بعد أربعة أسابيع من الجراحة، مع علم DBS بالنماذج الانسيابية، أبلغ عن 77 حالة انخفاض بنسبة % في أعراض الوسواس القهري العالمية، مع ظهور تحسينات خلال يوم واحد من تشغيل جهاز التحفيز العميق للدماغ.

يقترح الباحثون أن عمليات التحقق الناجحة من أهداف تبسيط الوسواس القهري و PD قد توفر دليلًا أوليًا للتطبيقات السريرية في سياق دراسات التحقق من الصحة المستقبلية. ويشيرون إلى أنه - إذا تم تأكيدها بشكل أكبر - فإن الدوائر المحددة قد تمثل أهدافًا علاجية يمكن استخدامها أيضًا للاستهداف التجسيمي في جراحة الأعصاب وربما التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة غير الجراحي.

يقول لي عالم الفيزياء أنه في المستقبل، يخطط الباحثون "لتحسين النموذج، مع التركيز بشكل أكبر على دوائر الدماغ المختلة الدقيقة، والتحقق من صحة النتائج التي توصلنا إليها من خلال التجارب السريرية المستقبلية".

يصف الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في طبيعة علم الأعصاب.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/