מיפוי מעגלים במוח חושף יעדי טיפול פוטנציאליים להפרעות מוחיות - עולם הפיזיקה

<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="ייעול ספציפי למחלה גירוי מוחי עמוק חשף את צרורות הסיבים הקשורים לשיפור הסימפטומים במחלת פרקינסון (ירוק), דיסטוניה (צהוב), תסמונת טורט (כחול) והפרעה טורדנית-קומפולסיבית (אדום). (באדיבות: ברברה הולנדר)">

המעגלים הקדמיים של המוח ממלאים תפקיד חיוני בשליטה על תפקודים מוטוריים, קוגניטיביים והתנהגותיים. הפרעה במעגלים הפרונטו-תת-קורטיקליים, המחברים את קליפת המוח הקדמית במוח הקדמי עם גרעיני הבסיס הממוקמים עמוק יותר בתוכם, עלולה לגרום למגוון של הפרעות נוירולוגיות. עם זאת, לא ברור אילו קשרים קשורים לאיזה חוסר תפקוד. כדי לשפוך אור על בעיה זו ולסייע בזיהוי יעדי טיפול פוטנציאליים, צוות מחקר בינלאומי השתמש בגירוי מוחי עמוק (DBS) כדי למפות את המעגלים הקשורים לארבע הפרעות מוח שונות.

DBS הוא טיפול פולשני שבו אלקטרודות שהושתלו בניתוח מווסתות את רשתות המוח על ידי גירוי חשמלי של אזורי מטרה. מטרה אחת כזו - הגרעין התת-תלמי - מעניינת במיוחד מכיוון שהיא מקבלת קלט מכל הקורטקס הקדמי לגרעיני הבסיס. ואכן, גירוי חשמלי של הגרעין התת-תלמי הוכח כמקל על תסמינים של מספר הפרעות מוחיות.

צוות המחקר - בראשות אנדראס הורן מ המרכז לטיפול במעגלי המוח בבית הספר לרפואה של הרווארד ו צ'רסיטי - אוניברסיטה בברלין, ו- Ningfei Li מ-Charité - חקרו בסך הכל 534 אלקטרודות DBS שהושתלו לטיפול בארבע הפרעות מוחיות: מחלת פרקינסון (PD), דיסטוניה, הפרעה טורדנית-קומפולסיבית (OCD) ותסמונת טורט (TS).

מחבר ראשון ברברה הולנדר ועמיתיו בחנו לראשונה נתונים של 197 חולים שהושתלו להם אלקטרודות DBS דו-צדדיות בגרעין התת-אלמי לטיפול בהפרעות אלו, כולל 70 עם דיסטוניה, 94 עם PD, 19 עם OCD ו-14 עם TS.

עבור כל הפרעה, הם מיפו את השפעות הגירוי ברמה התת-תלמית על פני הקוהורט כדי לזהות את האתרים הקשורים לגירוי המועיל ביותר. ה"נקודות המתוקות" הללו של DBS היו שונות במיקומן בגרעין התת-תלמי עבור ארבע ההפרעות.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="מיפוי מעגלי מוח צרור סיבים הקשור לשיפור סימפטומים בעקבות DBS ב-OCD. סט דוגמה של אלקטרודות דו-צדדיות שהושתלו לטיפול בהפרעה זו בחולה בודד מיוצגת לצד הצינור. (באדיבות: Barbara Hollunder)” title=”לחץ כדי לפתוח תמונה בפופאפ” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

לאחר מכן, החוקרים מיפו את השפעות הגירוי למעגלים הפרונטו-תת-קורטיקליים, ואיפשרו להם לזהות אילו מעגלים מוחיים הפכו לא מתפקדים (ויכולים להיות ממוקדים לטיפול) בכל הפרעה. המעגלים שהרוויחו הכי הרבה מגירוי (המכונה "ייעול מתוק") כללו תחזיות מקליפת המוח התחושתית-מוטורית לדיסטוניה, הקורטקס המוטורי הראשוני ל-TS, האזור המוטורי המשלים ל-PD, וקליפת המוח הפרה-מצחית והקדמית של ה-OCD.

"הצלחנו להשתמש בגירוי מוחי כדי לזהות ולמקד במדויק מעגלים לטיפול אופטימלי בארבע הפרעות שונות", אומר הורן בהצהרה לעיתונות. "במונחים פשוטים, כאשר מעגלים במוח הופכים לא מתפקדים, הם עשויים לשמש כבלמים לתפקודים המוחיים הספציפיים שהמעגל מבצע בדרך כלל. הפעלת DBS עשויה לשחרר את הבלם ועשויה לשחזר חלקית את הפונקציונליות."

פוטנציאל קליני

מודלים ייעול ספציפיים למחלה מכילים פוטנציאל להנחות טיפולים קליניים עתידיים. כדי לאשר את היכולת הזו, החוקרים ביצעו ניסויים נוספים תוך שימוש בנתונים בלתי תלויים. הם אימתו את המודלים לייעול PD ו-OCD (נבחרו בשל זמינות המטופל) בשתי קבוצות רטרוספקטיביות נוספות של 32 ו-35 מטופלים, בהתאמה.

בחולים נוספים אלה, החוקרים השתמשו ברמת החפיפה בין נפחי הגירוי ובמודל ההתייעלות המתאים כדי להעריך את התוצאות הקליניות. עבור שתי ההפרעות, הם הבחינו בהתאמה טובה בין ההערכות לשיפורים בתסמינים.

החוקרים ביצעו גם שלושה ניסויים פרוספקטיביים תוך שימוש במעגלים שזוהו כדי לשפר את תועלת הטיפול. עבור שני מטופלים, הם תכנתו מחדש את שתלי ה-DBS שלהם כדי למקסם את החפיפה של נפחי הגירוי עם מודל ההתייעלות המתאים. המטופל הראשון, גבר בן 67 עם PD, נהנה מירידה של 60% בתסמינים בטיפול קליני קונבנציונלי עם DBS. גירוי אופטימלי המבוסס על פרמטרים מונחי ייעול שיפר את תועלת הטיפול הזה עוד יותר לירידה של 71% בתסמינים.

במקרה השני, אישה בת 21 עם OCD חמורה עמידה לטיפול, חודש אחד לאחר תכנות מחדש של DBS מבוסס ייעול היא חוותה ירידה של 37% בתסמינים האובססיביים-קומפולסיביים העולמיים, בהשוואה לירידה של 17% בתסמינים בגירוי קליני פרמטרים.

לבסוף, הצוות השתיל זוג אלקטרודות תת-תלמומיות לטיפול בגבר בן 32 שסבל מ-OCD עמיד לטיפול מגיל 18. ארבעה שבועות לאחר הניתוח, עם דיווח ל-DBS על ידי המודלים המייעלים, הוא דיווח על 77 % ירידה בתסמינים אובססיביים-קומפולסיביים גלובליים, עם שיפורים שנראו תוך יום אחד מהפעלת ה-DBS.

החוקרים מציעים שהאימות המוצלח שלהם של יעדי ייעול ה-OCD וה-PD עשויים לספק ראיות ראשוניות ליישומים קליניים בהקשר של מחקרי אימות פרוספקטיביים. הם מציינים כי - אם יאושרו עוד יותר - המעגלים שזוהו עשויים לייצג מטרות טיפוליות שיכולות לשמש גם למיקוד סטריאוטקטי בנוירוכירורגיה וגירוי מגנטי טרנסגולגולתי שעלול להיות לא פולשני.

לי מספרת עולם הפיזיקה כי בעתיד, החוקרים "מתכננים לחדד את המודל, תוך התמקדות רבה יותר במעגלי מוח לא מתפקדים עדינים, ולאמת את הממצאים שלנו באמצעות ניסויים קליניים פרוספקטיביים".

החוקרים מתארים את ממצאיהם ב Nature Neuroscience.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/