뇌 회로 매핑을 통해 뇌 질환의 잠재적인 치료 목표 밝혀져 - Physics World

뇌 회로 매핑을 통해 뇌 질환의 잠재적인 치료 목표 밝혀져 - Physics World

타임 스탬프 : 15 년 2024 월 6 일 오전 00시 XNUMX 분

<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="질병별 합리화 뇌 심부 자극을 통해 파킨슨병(녹색), 근긴장 이상(노란색), 투렛 증후군(파란색), 강박 장애(빨간색)의 증상 개선과 관련된 섬유 다발이 밝혀졌습니다. (제공: 바바라 홀런더)”>
증상 개선과 관련된 뇌질환별 유선형
질병별 합리화 뇌 심부 자극을 통해 파킨슨병(녹색), 근긴장 이상(노란색), 투렛 증후군(파란색), 강박 장애(빨간색)의 증상 개선과 관련된 섬유 다발이 밝혀졌습니다. (제공: 바바라 홀런더)

뇌의 전두엽 회로는 운동, 인지 및 행동 기능을 제어하는 ​​데 중요한 역할을 합니다. 전뇌의 전두엽 피질과 더 깊은 곳에 위치한 기저핵을 연결하는 전두-피질하 회로가 손상되면 다양한 신경 장애가 발생할 수 있습니다. 그러나 어떤 연결이 어떤 기능 장애와 연관되어 있는지는 확실하지 않습니다. 이 문제를 밝히고 잠재적인 치료 목표를 식별하는 데 도움을 주기 위해 국제 연구팀은 심부 뇌 자극(DBS)을 사용하여 네 가지 뇌 장애와 관련된 회로를 매핑했습니다.

DBS는 외과적으로 이식된 전극이 표적 부위의 전기 자극을 통해 뇌 네트워크를 조절하는 침습적 치료법입니다. 그러한 목표 중 하나인 시상하핵은 전체 전두엽 피질에서 기저핵으로 입력을 받기 때문에 특히 중요합니다. 실제로 시상하핵의 전기 자극은 여러 뇌 장애의 증상을 완화시키는 것으로 나타났습니다.

연구팀 – 다음이 주도 안드레아스 혼 인사말 뇌회로치료센터 하버드 의과대학과 Charité - 베를린 대학교 Universitätsmedizin, Charité의 Ningfei Li는 파킨슨병(PD), 근긴장 이상증, 강박 장애(OCD) 및 투렛 증후군(TS)의 534가지 뇌 질환을 치료하기 위해 이식된 총 XNUMX개의 DBS 전극을 연구했습니다.

제XNUMX저자 바바라 홀런더 연구진은 이러한 질환을 치료하기 위해 시상하핵에 양측으로 DBS 전극을 이식한 환자 197명(근긴장이상 70명, PD 94명, OCD 19명, TS 14명)의 데이터를 먼저 조사했습니다.

각 장애에 대해 그들은 가장 유익한 자극과 관련된 부위를 식별하기 위해 코호트 전체에 걸쳐 시상하 수준에서 자극 효과를 매핑했습니다. 이러한 DBS "최적 지점"은 네 가지 장애에 대해 시상하핵의 위치가 달랐습니다.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="뇌 회로 매핑 OCD에서 DBS에 따른 증상 개선과 관련된 섬유 다발. 단일 환자의 이 질환을 치료하기 위해 이식된 예시적인 양측 전극 세트가 관 옆에 표시되어 있습니다. (제공: Barbara Hollunder)” title=”팝업에서 이미지를 열려면 클릭” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>뇌 회로 매핑을 통해 뇌 장애에 대한 잠재적인 치료 목표가 밝혀졌습니다 – Physics World PlatoBlockchain Data Intelligence. 수직 검색. 일체 포함.
뇌 회로 매핑 OCD에서 DBS에 따른 증상 개선과 관련된 섬유 다발. 단일 환자의 치료를 위해 이식된 양측 전극 세트가 관 옆에 표시됩니다. (제공: 바바라 홀런더)

다음으로 연구자들은 자극 효과를 전두-피질하 회로에 매핑하여 각 장애에서 어떤 뇌 회로가 기능 장애를 일으켰는지(치료 대상이 될 수 있는지) 식별할 수 있었습니다. 자극("달콤한 유선형"이라고 함)에서 가장 많은 이점을 얻은 회로에는 근긴장이상에 대한 감각운동 피질, TS에 대한 일차 운동 피질, PD에 대한 보조 운동 영역, OCD에 대한 복내측 전전두엽 및 전대상 피질의 투영이 포함되었습니다.

Horn은 언론 성명에서 “우리는 뇌 자극을 사용하여 네 가지 다른 장애에 대한 최적의 치료를 위한 회로를 정확하게 식별하고 타겟팅할 수 있었습니다.”라고 말했습니다. “간단히 말하면, 뇌 회로가 제대로 작동하지 않으면 회로가 일반적으로 수행하는 특정 뇌 기능에 대한 브레이크 역할을 할 수 있습니다. DBS를 적용하면 브레이크가 해제되고 부분적으로 기능이 복원될 수 있습니다.”

임상적 잠재력

이러한 질병별 합리화 모델은 향후 임상 치료를 안내할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이 능력을 확인하기 위해 연구진은 독립적인 데이터를 사용하여 추가 실험을 수행했습니다. 그들은 각각 32명과 35명의 환자로 구성된 두 개의 추가 후향적 그룹에서 PD 및 OCD 합리화 모델(환자 가용성으로 인해 선택됨)을 검증했습니다.

이러한 추가 환자에서 연구자들은 자극량과 해당 유선형 모델 간의 중첩 수준을 사용하여 임상 결과를 추정했습니다. 두 장애 모두에 대해 그들은 추정치와 증상 개선 사이에 좋은 일치를 관찰했습니다.

연구진은 또한 치료 효과를 향상시키기 위해 확인된 회로를 사용하여 세 가지 전향적 실험을 수행했습니다. 두 명의 환자에 대해 그들은 각각의 유선형 모델과 자극 볼륨의 중첩을 최대화하기 위해 DBS 임플란트를 다시 프로그래밍했습니다. PD를 앓고 있는 67세 남성인 첫 번째 환자는 DBS를 사용한 기존 임상 치료를 통해 증상이 60% 감소하는 이점을 얻었습니다. 유선형 유도 매개변수에 기반한 최적화된 자극은 이 치료 효과를 더욱 향상시켜 증상을 71% 감소시켰습니다.

두 번째 사례에서는 중증 치료 저항성 OCD를 앓고 있는 21세 여성이 유선형 기반 DBS 재프로그래밍 37개월 후 전반적인 강박 증상이 17% 감소한 반면, 임상 자극에서는 증상이 XNUMX% 감소했습니다. 매개변수.

마지막으로 팀은 32세부터 치료 저항성 OCD로 고통받고 있는 18세 남성을 치료하기 위해 한 쌍의 시상하부 전극을 이식했습니다. 수술 후 77주 동안 유선형 모델의 정보를 받은 DBS를 통해 그는 XNUMX세의 남성을 보고했습니다. 전반적인 강박 증상의 % 감소, DBS를 켠 후 XNUMX일 이내에 개선이 나타납니다.

연구자들은 OCD 및 PD 합리화 목표에 대한 성공적인 검증이 전향적 검증 연구의 맥락에서 임상 적용에 대한 초기 증거를 제공할 수 있다고 제안합니다. 그들은 추가로 확인된다면 확인된 회로가 신경외과의 정위 표적화 및 잠재적으로 비침습적 경두개 자기 자극에도 사용될 수 있는 치료 표적을 나타낼 수 있다고 지적합니다.

리가 말한다 물리 세계 앞으로 연구자들은 "세밀한 기능 장애 뇌 회로에 더 초점을 맞춰 모델을 개선하고 전향적 임상 시험을 통해 우리의 발견을 검증할 계획"입니다.

연구원들은 그들의 발견을 다음과 같이 설명합니다. 자연 신경 과학.

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