Η χαρτογράφηση εγκεφαλικών κυκλωμάτων αποκαλύπτει πιθανούς στόχους θεραπείας για εγκεφαλικές διαταραχές - Physics World

<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="Εξορθολογισμοί για συγκεκριμένες ασθένειες Η βαθιά διέγερση του εγκεφάλου αποκάλυψε τις δέσμες ινών που σχετίζονται με τη βελτίωση των συμπτωμάτων στη νόσο του Πάρκινσον (πράσινο), στη δυστονία (κίτρινο), στο σύνδρομο Tourette (μπλε) και στην ιδεοψυχαναγκαστική διαταραχή (κόκκινο). (Ευγενική προσφορά: Barbara Hollunder)”>

Τα μετωπικά κυκλώματα του εγκεφάλου παίζουν ζωτικό ρόλο στον έλεγχο των κινητικών, γνωστικών και συμπεριφορικών λειτουργιών. Η διαταραχή των μετωπιο-υποφλοιωδών κυκλωμάτων, τα οποία συνδέουν τον μετωπιαίο φλοιό στον πρόσθιο εγκέφαλο με τα βασικά γάγγλια που βρίσκονται βαθύτερα μέσα, μπορεί να οδηγήσει σε μια σειρά νευρολογικών διαταραχών. Δεν είναι σαφές, ωστόσο, ποιες συνδέσεις σχετίζονται με ποιες δυσλειτουργίες. Για να ρίξει φως σε αυτό το πρόβλημα και να βοηθήσει στον εντοπισμό πιθανών στόχων θεραπείας, μια διεθνής ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε βαθιά εγκεφαλική διέγερση (DBS) για να χαρτογραφήσει τα κυκλώματα που σχετίζονται με τέσσερις διαφορετικές εγκεφαλικές διαταραχές.

Το DBS είναι μια επεμβατική θεραπεία στην οποία χειρουργικά εμφυτευμένα ηλεκτρόδια ρυθμίζουν τα δίκτυα του εγκεφάλου με ηλεκτρική διέγερση των περιοχών-στόχων. Ένας τέτοιος στόχος - ο υποθαλαμικός πυρήνας - έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς λαμβάνει είσοδο από ολόκληρο τον μετωπιαίο φλοιό στα βασικά γάγγλια. Πράγματι, η ηλεκτρική διέγερση του υποθαλαμικού πυρήνα έχει αποδειχθεί ότι ανακουφίζει τα συμπτώματα αρκετών εγκεφαλικών διαταραχών.

Η ερευνητική ομάδα – με επικεφαλής Ανδρέας Χορν από το Κέντρο Θεραπευτικών Κυκλωμάτων Εγκεφάλου στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και Charité - Universitätsmedizin Βερολίνου, και ο Ningfei Li από το Charité – μελέτησαν συνολικά 534 ηλεκτρόδια DBS που εμφυτεύτηκαν για τη θεραπεία τεσσάρων εγκεφαλικών διαταραχών: τη νόσο του Πάρκινσον (PD), τη δυστονία, την ιδεοψυχαναγκαστική διαταραχή (OCD) και το σύνδρομο Tourette (TS).

Πρώτος συγγραφέας Μπάρμπαρα Χόλουντερ και οι συνάδελφοι εξέτασαν για πρώτη φορά δεδομένα από 197 ασθενείς που είχαν αμφοτερόπλευρα εμφυτευμένα ηλεκτρόδια DBS στον υποθαλαμικό πυρήνα για τη θεραπεία αυτών των διαταραχών, συμπεριλαμβανομένων 70 με δυστονία, 94 με PD, 19 με OCD και 14 με TS.

Για κάθε διαταραχή, χαρτογράφησαν τα αποτελέσματα διέγερσης στο υποθαλαμικό επίπεδο σε όλη την κοόρτη για να εντοπίσουν τις θέσεις που σχετίζονται με την πιο ευεργετική διέγερση. Αυτές οι «γλυκές κηλίδες» DBS διέφεραν ως προς τη θέση τους στον υποθαλαμικό πυρήνα για τις τέσσερις διαταραχές.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="Χαρτογράφηση εγκεφαλικών κυκλωμάτων Δέσμη ινών που σχετίζεται με βελτίωση των συμπτωμάτων μετά από DBS στην ΙΨΔ. Ένα υποδειγματικό σύνολο αμφοτερόπλευρων ηλεκτροδίων που έχουν εμφυτευθεί για τη θεραπεία αυτής της διαταραχής σε έναν μόνο ασθενή αναπαρίσταται παράλληλα με την οδό. (Ευγενική προσφορά: Barbara Hollunder)” title=”Κάντε κλικ για να ανοίξετε την εικόνα στο αναδυόμενο παράθυρο” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

Στη συνέχεια, οι ερευνητές χαρτογράφησαν τα αποτελέσματα διέγερσης στα μετωπιο-υποφλοιώδη κυκλώματα, επιτρέποντάς τους να προσδιορίσουν ποια εγκεφαλικά κυκλώματα είχαν γίνει δυσλειτουργικά (και θα μπορούσαν να στοχευθούν για θεραπεία) σε κάθε διαταραχή. Τα κυκλώματα που ωφελήθηκαν περισσότερο από τη διέγερση (που αναφέρονται ως «γλυκές γραμμές») περιελάμβαναν προβολές από αισθητικοκινητικούς φλοιούς για δυστονία, τον πρωτογενή κινητικό φλοιό για TS, τη συμπληρωματική κινητική περιοχή για PD και τους κοιλιακούς προμετωπιίους και πρόσθιους φλοιούς για OCD.

«Ήμασταν σε θέση να χρησιμοποιήσουμε εγκεφαλική διέγερση για να εντοπίσουμε και να στοχεύσουμε με ακρίβεια κυκλώματα για τη βέλτιστη θεραπεία τεσσάρων διαφορετικών διαταραχών», λέει ο Χορν σε μια δήλωση Τύπου. «Με απλοποιημένους όρους, όταν τα κυκλώματα του εγκεφάλου γίνονται δυσλειτουργικά, μπορεί να λειτουργήσουν ως φρένα για τις συγκεκριμένες εγκεφαλικές λειτουργίες που συνήθως εκτελεί το κύκλωμα. Η εφαρμογή DBS μπορεί να απελευθερώσει το φρένο και να αποκαταστήσει εν μέρει τη λειτουργικότητα.»

Κλινικές δυνατότητες

Αυτά τα μοντέλα εξορθολογισμού ειδικά για την ασθένεια έχουν δυνατότητες καθοδήγησης μελλοντικών κλινικών θεραπειών. Για να επιβεβαιώσουν αυτή την ικανότητα, οι ερευνητές πραγματοποίησαν περαιτέρω πειράματα χρησιμοποιώντας ανεξάρτητα δεδομένα. Επικύρωσαν τα βελτιστοποιημένα μοντέλα PD και OCD (που επιλέχθηκαν λόγω διαθεσιμότητας ασθενών) σε δύο επιπλέον αναδρομικές ομάδες 32 και 35 ασθενών, αντίστοιχα.

Σε αυτούς τους επιπλέον ασθενείς, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το επίπεδο επικάλυψης μεταξύ των όγκων διέγερσης και του αντίστοιχου απλοποιημένου μοντέλου για να εκτιμήσουν τα κλινικά αποτελέσματα. Και για τις δύο διαταραχές, παρατήρησαν καλή αντιστοιχία μεταξύ των εκτιμήσεων και των βελτιώσεων στα συμπτώματα.

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν επίσης τρία πιθανά πειράματα χρησιμοποιώντας τα αναγνωρισμένα κυκλώματα για να βελτιώσουν το όφελος της θεραπείας. Για δύο ασθενείς, επαναπρογραμμάτισαν τα εμφυτεύματα DBS για να μεγιστοποιήσουν την επικάλυψη των όγκων διέγερσης με το αντίστοιχο μοντέλο εξορθολογισμού. Ο πρώτος ασθενής, ένας άνδρας 67 ετών με PD, είχε ωφεληθεί από μείωση των συμπτωμάτων κατά 60% μετά τη συμβατική κλινική θεραπεία με DBS. Η βελτιστοποιημένη διέγερση που βασίζεται σε παραμέτρους που καθοδηγούνται από τον εξορθολογισμό βελτίωσε αυτό το θεραπευτικό όφελος περαιτέρω σε μείωση των συμπτωμάτων κατά 71%.

Στη δεύτερη περίπτωση, μια γυναίκα 21 ετών με σοβαρή ανθεκτική στη θεραπεία ΙΨΔ, ένα μήνα μετά τον επαναπρογραμματισμό του DBS με βάση τον εξορθολογισμό, παρουσίασε μείωση κατά 37% στα παγκόσμια συμπτώματα ιδεοψυχαναγκασμού, σε σύγκριση με μείωση των συμπτωμάτων κατά 17% υπό κλινική διέγερση. Παράμετροι.

Τέλος, η ομάδα εμφύτευσε ένα ζεύγος υποθαλαμικών ηλεκτροδίων για τη θεραπεία ενός 32χρονου άνδρα που έπασχε από ανθεκτικό στη θεραπεία ΙΨΔ από την ηλικία των 18 ετών. Τέσσερις εβδομάδες μετά τη χειρουργική επέμβαση, με το DBS που ενημερώθηκε από τα μοντέλα εξορθολογισμού, ανέφερε 77 % μείωση των παγκόσμιων ιδεοψυχαναγκαστικών συμπτωμάτων, με βελτιώσεις που παρατηρούνται εντός μίας ημέρας από την ενεργοποίηση του DBS.

Οι ερευνητές προτείνουν ότι οι επιτυχείς επικυρώσεις των στόχων της OCD και της PD μπορεί να παρέχουν αρχικά στοιχεία για κλινικές εφαρμογές στο πλαίσιο των προοπτικών μελετών επικύρωσης. Σημειώνουν ότι – εάν επιβεβαιωθούν περαιτέρω – τα αναγνωρισμένα κυκλώματα μπορεί να αντιπροσωπεύουν θεραπευτικούς στόχους που θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για στερεοτακτική στόχευση στη νευροχειρουργική και δυνητικά μη επεμβατική διακρανιακή μαγνητική διέγερση.

Λέει ο Λι Κόσμος Φυσικής ότι στο μέλλον, οι ερευνητές «προγραμματίζουν να βελτιώσουν το μοντέλο, εστιάζοντας περισσότερο σε λεπτά δυσλειτουργικά κυκλώματα του εγκεφάλου και να επικυρώσουν τα ευρήματά μας μέσω προοπτικών κλινικών δοκιμών».

Οι ερευνητές περιγράφουν τα ευρήματά τους στο Nature Neuroscience.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/