मस्तिष्क सर्किट के मानचित्रण से मस्तिष्क विकारों के लिए संभावित उपचार लक्ष्यों का पता चलता है - भौतिकी विश्व

<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="रोग-विशिष्ट सुव्यवस्थितताएँ गहरी मस्तिष्क उत्तेजना से पार्किंसंस रोग (हरा), डिस्टोनिया (पीला), टॉरेट सिंड्रोम (नीला) और जुनूनी-बाध्यकारी विकार (लाल) में लक्षण सुधार से जुड़े फाइबर बंडलों का पता चला। (सौजन्य: बारबरा हॉलंडर)">

मस्तिष्क के फ्रंटल सर्किट मोटर, संज्ञानात्मक और व्यवहार संबंधी कार्यों को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। फ्रंटो-सबकोर्टिकल सर्किट का विघटन, जो अग्रमस्तिष्क में फ्रंटल कॉर्टेक्स को गहराई में स्थित बेसल गैन्ग्लिया से जोड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप कई प्रकार के न्यूरोलॉजिकल विकार हो सकते हैं। हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं है कि कौन से कनेक्शन किस शिथिलता से जुड़े हैं। इस समस्या पर प्रकाश डालने और संभावित उपचार लक्ष्यों की पहचान करने में मदद करने के लिए, एक अंतरराष्ट्रीय शोध टीम ने चार अलग-अलग मस्तिष्क विकारों से जुड़े सर्किटों को मैप करने के लिए डीप ब्रेन स्टिमुलेशन (डीबीएस) का उपयोग किया है।

डीबीएस एक आक्रामक थेरेपी है जिसमें शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड लक्ष्य क्षेत्रों की विद्युत उत्तेजना द्वारा मस्तिष्क नेटवर्क को नियंत्रित करते हैं। ऐसा एक लक्ष्य - सबथैलेमिक न्यूक्लियस - विशेष रुचि का है क्योंकि यह संपूर्ण फ्रंटल कॉर्टेक्स से बेसल गैन्ग्लिया तक इनपुट प्राप्त करता है। दरअसल, सबथैलेमिक न्यूक्लियस की विद्युत उत्तेजना को कई मस्तिष्क विकारों के लक्षणों को कम करने के लिए दिखाया गया है।

अनुसंधान दल - के नेतृत्व में एंड्रियास हॉर्न से ब्रेन सर्किट थेरेप्यूटिक्स केंद्र हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में और चैरीटे - यूनिवर्सिटैट्समिडिन बर्लिन, और चैरिटे से निंगफेई ली - ने चार मस्तिष्क विकारों के इलाज के लिए प्रत्यारोपित किए गए कुल 534 डीबीएस इलेक्ट्रोड का अध्ययन किया: पार्किंसंस रोग (पीडी), डिस्टोनिया, जुनूनी-बाध्यकारी विकार (ओसीडी) और टॉरेट सिंड्रोम (टीएस)।

पहला लेखक बारबरा हॉलैंडर और सहकर्मियों ने सबसे पहले 197 रोगियों के डेटा की जांच की, जिनके इन विकारों के इलाज के लिए डीबीएस इलेक्ट्रोड को सबथैलेमिक न्यूक्लियस में द्विपक्षीय रूप से प्रत्यारोपित किया गया था, जिसमें डिस्टोनिया के साथ 70, पीडी के साथ 94, ओसीडी के साथ 19 और टीएस के साथ 14 शामिल थे।

प्रत्येक विकार के लिए, उन्होंने सबसे लाभकारी उत्तेजना से जुड़ी साइटों की पहचान करने के लिए पूरे समूह में सबथैलेमिक स्तर पर उत्तेजना प्रभावों को मैप किया। ये डीबीएस "मीठे धब्बे" चार विकारों के लिए सबथैलेमिक न्यूक्लियस पर स्थान में भिन्न थे।

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="मस्तिष्क सर्किट का मानचित्रण ओसीडी में डीबीएस के बाद लक्षण सुधार से जुड़ा फाइबर बंडल। एक ही रोगी में इस विकार के उपचार के लिए प्रत्यारोपित द्विपक्षीय इलेक्ट्रोड का एक अनुकरणीय सेट पथ के साथ प्रस्तुत किया गया है। (सौजन्य: बारबरा हॉलंडर)” शीर्षक=”पॉपअप में छवि खोलने के लिए क्लिक करें” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

इसके बाद, शोधकर्ताओं ने फ्रंटो-सबकोर्टिकल सर्किट में उत्तेजना प्रभावों को मैप किया, जिससे उन्हें यह पहचानने में मदद मिली कि प्रत्येक विकार में कौन से मस्तिष्क सर्किट निष्क्रिय हो गए थे (और उपचार के लिए लक्षित किया जा सकता था)। जिन सर्किटों को उत्तेजना से सबसे अधिक फायदा हुआ (जिन्हें "स्वीट स्ट्रीमलाइन्स" कहा जाता है) उनमें डिस्टोनिया के लिए सेंसरिमोटर कॉर्टिस, टीएस के लिए प्राथमिक मोटर कॉर्टेक्स, पीडी के लिए पूरक मोटर क्षेत्र और ओसीडी के लिए वेंट्रोमेडियल प्रीफ्रंटल और पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टिस के अनुमान शामिल थे।

हॉर्न ने एक प्रेस बयान में कहा, "हम चार अलग-अलग विकारों के इष्टतम उपचार के लिए सर्किट को सटीक रूप से पहचानने और लक्षित करने के लिए मस्तिष्क उत्तेजना का उपयोग करने में सक्षम थे।" “सरलीकृत शब्दों में, जब मस्तिष्क सर्किट निष्क्रिय हो जाते हैं, तो वे विशिष्ट मस्तिष्क कार्यों के लिए ब्रेक के रूप में कार्य कर सकते हैं जो सर्किट आमतौर पर करता है। डीबीएस लगाने से ब्रेक खुल सकता है और कुछ हद तक कार्यक्षमता बहाल हो सकती है।"

नैदानिक ​​क्षमता

ये रोग-विशिष्ट सुव्यवस्थित मॉडल भविष्य के नैदानिक ​​​​उपचारों का मार्गदर्शन करने की क्षमता रखते हैं। इस क्षमता की पुष्टि करने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्वतंत्र डेटा का उपयोग करके आगे के प्रयोग किए। उन्होंने क्रमशः 32 और 35 रोगियों के दो अतिरिक्त पूर्वव्यापी समूहों में पीडी और ओसीडी स्ट्रीमलाइन मॉडल (रोगी की उपलब्धता के कारण चयनित) को मान्य किया।

इन अतिरिक्त रोगियों में, शोधकर्ताओं ने नैदानिक ​​​​परिणामों का अनुमान लगाने के लिए उत्तेजना की मात्रा और संबंधित स्ट्रीमलाइन मॉडल के बीच ओवरलैप के स्तर का उपयोग किया। दोनों विकारों के लिए, उन्होंने अनुमानों और लक्षणों में सुधार के बीच एक अच्छा मेल देखा।

शोधकर्ताओं ने उपचार लाभ में सुधार के लिए पहचाने गए सर्किट का उपयोग करके तीन संभावित प्रयोग भी किए। दो रोगियों के लिए, उन्होंने संबंधित स्ट्रीमलाइन मॉडल के साथ उत्तेजना की मात्रा के ओवरलैप को अधिकतम करने के लिए अपने डीबीएस प्रत्यारोपण को फिर से प्रोग्राम किया। पहला रोगी, पीडी से पीड़ित 67 वर्षीय पुरुष, डीबीएस के साथ पारंपरिक नैदानिक ​​​​उपचार पर लक्षणों में 60% की कमी से लाभान्वित हुआ था। सुव्यवस्थित-निर्देशित मापदंडों के आधार पर अनुकूलित उत्तेजना ने इस उपचार लाभ को और बेहतर बनाकर लक्षणों में 71% की कमी ला दी।

दूसरे मामले में, गंभीर उपचार-प्रतिरोधी ओसीडी वाली 21 वर्षीय महिला को स्ट्रीमलाइन-आधारित डीबीएस रिप्रोग्रामिंग के एक महीने बाद वैश्विक जुनूनी-बाध्यकारी लक्षणों में 37% की कमी का अनुभव हुआ, जबकि नैदानिक ​​उत्तेजना के तहत 17% लक्षण में कमी आई। पैरामीटर.

अंत में, टीम ने एक 32 वर्षीय पुरुष के इलाज के लिए सबथैलेमिक इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी प्रत्यारोपित की, जो 18 साल की उम्र से उपचार-प्रतिरोधी ओसीडी से पीड़ित था। सर्जरी के चार सप्ताह बाद, डीबीएस को स्ट्रीमलाइन मॉडल द्वारा सूचित किया गया, उसने 77 की सूचना दी वैश्विक जुनूनी-बाध्यकारी लक्षणों में % की कमी, डीबीएस पर स्विच करने के एक दिन के भीतर सुधार देखा गया।

शोधकर्ताओं का सुझाव है कि ओसीडी और पीडी स्ट्रीमलाइन लक्ष्यों की उनकी सफल मान्यताएं संभावित सत्यापन अध्ययनों के संदर्भ में नैदानिक ​​​​अनुप्रयोगों के लिए प्रारंभिक साक्ष्य प्रदान कर सकती हैं। वे ध्यान देते हैं कि - यदि आगे पुष्टि की जाती है - पहचाने गए सर्किट चिकित्सीय लक्ष्यों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं जिनका उपयोग न्यूरोसर्जरी में स्टीरियोटैक्टिक लक्ष्यीकरण और संभावित रूप से गैर-आक्रामक ट्रांसक्रानियल चुंबकीय उत्तेजना के लिए भी किया जा सकता है।

ली बताते हैं भौतिकी की दुनिया भविष्य में, शोधकर्ता "मॉडल को परिष्कृत करने की योजना बना रहे हैं, बारीक-बारीक निष्क्रिय मस्तिष्क सर्किटों पर अधिक ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, और संभावित नैदानिक ​​​​परीक्षणों के माध्यम से हमारे निष्कर्षों को मान्य कर रहे हैं"।

शोधकर्ता अपने निष्कर्षों का वर्णन करते हैं नेचर न्यूरोसाइंस.

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/