Картирование мозговых цепей открывает потенциальные цели лечения заболеваний головного мозга

<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="Оптимизация для конкретных заболеваний Глубокая стимуляция мозга выявила пучки волокон, связанные с улучшением симптомов болезни Паркинсона (зеленый), дистонии (желтый), синдрома Туретта (синий) и обсессивно-компульсивного расстройства (красный). (Фото любезно предоставлено: Барбара Холлундер)»>

Фронтальные цепи мозга играют жизненно важную роль в контроле двигательных, когнитивных и поведенческих функций. Нарушение лобно-подкорковых цепей, связывающих лобную кору переднего мозга с расположенными глубже базальными ганглиями, может привести к ряду неврологических расстройств. Однако неясно, какие связи с какими дисфункциями связаны. Чтобы пролить свет на эту проблему и помочь определить потенциальные цели лечения, международная исследовательская группа использовала глубокую стимуляцию мозга (DBS), чтобы составить карту цепей, связанных с четырьмя различными заболеваниями головного мозга.

DBS — это инвазивная терапия, при которой хирургически имплантированные электроды модулируют сети мозга посредством электрической стимуляции целевых областей. Одна из таких мишеней – субталамическое ядро ​​– представляет особый интерес, поскольку оно получает сигналы от всей лобной коры к базальным ганглиям. Действительно, было показано, что электрическая стимуляция субталамического ядра облегчает симптомы некоторых заболеваний головного мозга.

Исследовательская группа под руководством Андреас Хорн из Центр терапии мозгового контура в Гарвардской медицинской школе и Charité - Universitätsmedizin Berlinи Нинфэй Ли из Charité – изучили в общей сложности 534 электрода DBS, имплантированных для лечения четырех заболеваний головного мозга: болезни Паркинсона (БП), дистонии, обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР) и синдрома Туретта (ТС).

Первый автор Барбара Холлундер и коллеги впервые изучили данные 197 пациентов, которым электроды DBS были двусторонне имплантированы в субталамическое ядро ​​для лечения этих расстройств, в том числе 70 с дистонией, 94 с БП, 19 с ОКР и 14 с СТ.

Для каждого расстройства они сопоставили эффекты стимуляции на субталамическом уровне по всей когорте, чтобы определить участки, связанные с наиболее полезной стимуляцией. Эти «сладкие точки» DBS различались по расположению в субталамическом ядре для четырех заболеваний.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="Картирование мозговых цепей Пучок волокон связан с улучшением симптомов после DBS при ОКР. Рядом с трактом представлен образцовый набор двусторонних электродов, имплантированных для лечения этого заболевания у одного пациента. (Любезно предоставлено: Барбара Холлундер)» title=»Нажмите, чтобы открыть изображение во всплывающем окне» href=»https://physicalworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg»>

Затем исследователи сопоставили эффекты стимуляции лобно-подкорковых цепей, что позволило им определить, какие цепи мозга стали дисфункциональными (и могли быть направлены на лечение) при каждом расстройстве. Схемы, которые получили наибольшую пользу от стимуляции (называемые «приятными линиями потока»), включали проекции сенсомоторной коры при дистонии, первичную моторную кору при СТ, дополнительную моторную область при БП, а также вентромедиальную префронтальную и переднюю поясную кору при ОКР.

«Мы смогли использовать стимуляцию мозга, чтобы точно идентифицировать и нацелить цепи для оптимального лечения четырех различных расстройств», — говорит Хорн в заявлении для прессы. «Проще говоря, когда цепи мозга выходят из строя, они могут действовать как тормоза для определенных функций мозга, которые обычно выполняет эта схема. Применение DBS может ослабить тормоз и частично восстановить функциональность».

Клинический потенциал

Эти оптимизированные модели для конкретных заболеваний потенциально могут стать руководством для будущих клинических методов лечения. Чтобы подтвердить эту возможность, исследователи провели дальнейшие эксперименты, используя независимые данные. Они проверили упрощенные модели БП и ОКР (выбранные из-за наличия пациентов) в двух дополнительных ретроспективных группах из 32 и 35 пациентов соответственно.

У этих дополнительных пациентов исследователи использовали уровень перекрытия между объемами стимуляции и соответствующей моделью оптимизации для оценки клинических результатов. Для обоих расстройств они наблюдали хорошее соответствие между оценками и улучшением симптомов.

Исследователи также провели три проспективных эксперимента, используя выявленные схемы для повышения эффективности лечения. Для двух пациентов они перепрограммировали имплантаты DBS, чтобы максимизировать перекрытие объемов стимуляции с соответствующей моделью оптимизации. У первого пациента, 67-летнего мужчины с БП, симптомы уменьшились на 60% при традиционном клиническом лечении DBS. Оптимизированная стимуляция, основанная на оптимизированных параметрах, еще больше увеличила эффективность лечения и снизила симптомы на 71%.

Во втором случае у 21-летней женщины с тяжелым резистентным к лечению ОКР через месяц после упрощенного перепрограммирования DBS наблюдалось снижение общих симптомов обсессивно-компульсивных расстройств на 37% по сравнению с уменьшением симптомов на 17% при клинической стимуляции. параметры.

Наконец, команда имплантировала пару субталамических электродов для лечения 32-летнего мужчины, который страдал от резистентного к лечению ОКР с 18 лет. % снижения общих симптомов обсессивно-компульсивного расстройства, причем улучшения наблюдаются в течение одного дня после включения DBS.

Исследователи предполагают, что их успешные проверки целей оптимизации ОКР и БП могут предоставить первоначальные доказательства для клинического применения в контексте проспективных проверочных исследований. Они отмечают, что – если в дальнейшем это подтвердится – идентифицированные цепи могут представлять собой терапевтические мишени, которые также могут быть использованы для стереотаксического нацеливания в нейрохирургии и потенциально неинвазивной транскраниальной магнитной стимуляции.

Ли рассказывает Мир физики что в будущем исследователи «планируют усовершенствовать модель, уделив больше внимания мелкозернистым дисфункциональным цепям мозга, и подтвердить наши выводы посредством проспективных клинических испытаний».

Исследователи описывают свои выводы в Nature Neuroscience.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/