Az agyi áramkörök feltérképezése feltárja az agyi rendellenességek lehetséges kezelési célpontjait – 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="Betegség-specifikus áramvonalak A mély agyi stimuláció feltárta azokat a rostok kötegeit, amelyek a Parkinson-kór (zöld), a dystonia (sárga), a Tourette-szindróma (kék) és a rögeszmés-kényszeres rendellenesség (piros) tüneteinek javulásával járnak. (Jó: Barbara Hollunder)”>

Az agy frontális áramkörei létfontosságú szerepet játszanak a motoros, kognitív és viselkedési funkciók szabályozásában. Az elülső agykérget a mélyebben elhelyezkedő bazális ganglionokkal összekötő fronto-szubkortikális áramkörök megzavarása számos neurológiai rendellenességet eredményezhet. Nem világos azonban, hogy mely összefüggések milyen diszfunkciókhoz kapcsolódnak. A probléma megvilágítása és a lehetséges kezelési célok azonosítása érdekében egy nemzetközi kutatócsoport mély agyi stimulációt (DBS) alkalmazott, hogy feltérképezze a négy különböző agyi rendellenességhez kapcsolódó áramköröket.

A DBS egy invazív terápia, amelyben sebészetileg beültetett elektródák modulálják az agyi hálózatokat a célterületek elektromos stimulálásával. Az egyik ilyen célpont – a subthalamicus mag – különösen érdekes, mivel a teljes frontális kéregből a bazális ganglionokba jut. Valójában a szubtalamusz magjának elektromos stimulációja számos agyi rendellenesség tüneteit enyhíti.

A kutatócsoport – élén Andreas Horn tól Agyköri terápiás központ a Harvard Medical Schoolban és Charité - Universitätsmedizin Berlin, és Ningfei Li a Charitétól – összesen 534 DBS-elektródát vizsgáltak, amelyeket négy agyi rendellenesség kezelésére ültettek be: Parkinson-kór (PD), dystonia, rögeszmés-kényszeres rendellenesség (OCD) és Tourette-szindróma (TS).

Első szerző Hollunder Barbara és munkatársai először 197 olyan beteg adatait vizsgálták meg, akiknek kétoldali DBS elektródákat ültettek be a nucleus subthalamusba e rendellenességek kezelésére, köztük 70 dystonia, 94 PD, 19 OCD és 14 TS.

Mindegyik rendellenesség esetében feltérképezték a stimulációs hatásokat a szubtalamusz szintjén a kohorszban, hogy azonosítsák a legelőnyösebb stimulációhoz kapcsolódó helyeket. Ezek a DBS „édes foltok” eltértek egymástól a subthalamus magjában a négy rendellenesség esetében.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="Az agyi áramkörök feltérképezése A DBS-t követő tünetek javulásával kapcsolatos szálköteg OCD-ben. A traktus mellett egy példakénti kétoldali elektródakészlet látható, amelyet e rendellenesség kezelésére egyetlen betegbe ültettek be. (Jó: Barbara Hollunder)” title=”Kattintson a kép megnyitásához felugró ablakban” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

Ezután a kutatók feltérképezték a stimulációs hatásokat a fronto-szubkortikális áramkörökre, lehetővé téve számukra, hogy azonosítsák, mely agyi körök váltak diszfunkcionálissá (és célozhatták meg őket) az egyes rendellenességekben. Azok az áramkörök, amelyek a legtöbb hasznot húzták a stimulációból (úgy nevezett „édes áramvonalak”), a szenzomotoros kéregből származó vetületek voltak dystonia esetén, az elsődleges motoros kéreg TS, a PD kiegészítő motoros területe, valamint az OCD esetében a ventromediális prefrontális és elülső cinguláris kéreg.

„Agystimulációt tudtunk használni négy különböző rendellenesség optimális kezeléséhez szükséges áramkörök pontos azonosítására és megcélzására” – mondja Horn sajtónyilatkozatában. „Egyszerűsítve, amikor az agyi áramkörök működésképtelenné válnak, fékként működhetnek azon speciális agyi funkciók számára, amelyeket az áramkör általában végrehajt. A DBS alkalmazása kiengedheti a féket, és részben visszaállíthatja a működést.”

Klinikai potenciál

Ezek a betegség-specifikus, egyszerűsített modellek lehetőséget rejtenek a jövőbeli klinikai kezelések irányítására. Ennek a képességnek a megerősítésére a kutatók további kísérleteket végeztek független adatok felhasználásával. Két további, 32, illetve 35 betegből álló retrospektív csoportban validálták a PD és az OCD áramvonalas modelljét (a betegek elérhetősége miatt választották).

Ezeknél a további betegeknél a kutatók a stimulációs mennyiségek és a megfelelő egyszerűsített modell közötti átfedés szintjét használták a klinikai eredmények becsléséhez. Mindkét rendellenesség esetében jó egyezést figyeltek meg a becslések és a tünetek javulása között.

A kutatók három prospektív kísérletet is végeztek az azonosított áramkörök felhasználásával, hogy javítsák a kezelés előnyeit. Két beteg esetében átprogramozták a DBS implantátumokat, hogy maximalizálják a stimulációs mennyiségek átfedését a megfelelő áramvonalas modellel. Az első beteg, egy 67 éves, PD-ben szenvedő férfi 60%-kal csökkentette a tüneteket a hagyományos DBS-sel végzett klinikai kezelés hatására. Az áramvonalasan irányított paramétereken alapuló optimalizált stimuláció tovább javította ezt a kezelési előnyt, és 71%-kal csökkentette a tüneteket.

A második esetben, egy 21 éves, súlyos, kezelésre rezisztens OCD-ben szenvedő nőnél egy hónappal az egyszerűsített DBS-átprogramozás után 37%-kal csökkent a globális rögeszmés-kényszeres tünetek, míg a klinikai stimuláció hatására a tünetek 17%-kal csökkentek. paramétereket.

Végül a csapat egy pár subthalamicus elektródát ültetett be egy 32 éves férfi kezelésére, aki 18 éves kora óta kezelésre rezisztens OCD-ben szenvedett. Négy héttel a műtét után, amikor a DBS-t a streamline modellek tájékoztatták, egy 77 A globális rögeszmés-kényszeres tünetek %-os csökkenése, a DBS bekapcsolását követő egy napon belül tapasztalható javulás.

A kutatók azt sugallják, hogy az OCD és a PD áramvonalas célpontjainak sikeres validálása kezdeti bizonyítékot jelenthet a klinikai alkalmazásokhoz a prospektív validációs vizsgálatok összefüggésében. Megjegyzik, hogy – ha további megerősítést nyer – az azonosított áramkörök olyan terápiás célpontokat jelenthetnek, amelyek sztereotaktikus célzásra is használhatók idegsebészetben és potenciálisan non-invazív koponyán keresztüli mágneses stimulációban.

Li elmondja Fizika Világa hogy a jövőben a kutatók „a modell finomítását tervezik, nagyobb hangsúlyt fektetve a finomszemcsés diszfunkcionális agyi áramkörökre, és leendő klinikai vizsgálatokkal validálják eredményeinket”.

A kutatók leírják eredményeiket Nature Neuroscience.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/