Kartiranje možganskih vezij razkriva možne cilje zdravljenja možganskih motenj – 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="Poenostavitve, specifične za bolezen Globoka možganska stimulacija je razkrila snope vlaken, povezane z izboljšanjem simptomov pri Parkinsonovi bolezni (zelena), distoniji (rumena), Tourettovem sindromu (modra) in obsesivno-kompulzivni motnji (rdeča). (Z dovoljenjem: Barbara Hollunder)”>

Čelni krogi možganov igrajo ključno vlogo pri nadzoru motoričnih, kognitivnih in vedenjskih funkcij. Motnje fronto-subkortikalnih vezij, ki povezujejo frontalni korteks v prednjih možganih z bazalnimi gangliji, ki se nahajajo globlje znotraj, lahko povzročijo vrsto nevroloških motenj. Ni pa jasno, katere povezave so povezane s katerimi motnjami. Da bi osvetlili to težavo in pomagali prepoznati možne cilje zdravljenja, je mednarodna raziskovalna skupina uporabila globoko možgansko stimulacijo (DBS) za preslikavo tokokrogov, povezanih s štirimi različnimi možganskimi motnjami.

DBS je invazivna terapija, pri kateri kirurško implantirane elektrode modulirajo možganska omrežja z električno stimulacijo ciljnih regij. Ena taka tarča – subtalamično jedro – je še posebej zanimiva, saj prejema vnos iz celotnega frontalnega korteksa v bazalne ganglije. Pokazalo se je, da električna stimulacija subtalamičnega jedra ublaži simptome več možganskih motenj.

Raziskovalna skupina – pod vodstvom Andreas Horn Iz Center za terapevtiko možganskih krogov na medicinski šoli Harvard in Charité - Universitätsmedizin Berlin, in Ningfei Li iz Charitéja – sta preučevala skupno 534 DBS elektrod, implantiranih za zdravljenje štirih možganskih motenj: Parkinsonove bolezni (PD), distonije, obsesivno-kompulzivne motnje (OCD) in Tourettovega sindroma (TS).

Prvi avtor Barbara Hollunder in sodelavci so najprej pregledali podatke 197 bolnikov, ki so imeli DBS elektrode obojestransko implantirane v subtalamično jedro za zdravljenje teh motenj, vključno s 70 z distonijo, 94 s PD, 19 z OCD in 14 s TS.

Za vsako motnjo so preslikali učinke stimulacije na subtalamični ravni v kohorti, da bi identificirali mesta, povezana z najbolj koristno stimulacijo. Te "sladke točke" DBS so se razlikovale po lokaciji na subtalamičnem jedru za štiri motnje.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="Preslikava možganskih vezij Snop vlaken, povezan z izboljšanjem simptomov po DBS pri OCD. Ob traktu je predstavljen zgleden niz dvostranskih elektrod, implantiranih za zdravljenje te motnje pri posameznem bolniku. (Z dovoljenjem: Barbara Hollunder)” title=”Kliknite, da odprete sliko v pojavnem oknu” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

Nato so raziskovalci preslikali učinke stimulacije na fronto-subkortikalne tokokroge, kar jim je omogočilo, da ugotovijo, katera možganska vezja so postala disfunkcionalna (in bi jih lahko namenili zdravljenju) pri vsaki motnji. Kroglji, ki jim je stimulacija (imenovana "sladke tokovne linije") najbolj koristila, so vključevali projekcije senzorimotoričnih korteksov za distonijo, primarnega motoričnega korteksa za TS, dodatnega motoričnega področja za PD ter ventromedialnega prefrontalnega in sprednjega cingularnega korteksa za OCD.

"Spodbujanje možganov smo lahko uporabili za natančno identifikacijo in ciljno vezje za optimalno zdravljenje štirih različnih motenj," pravi Horn v izjavi za javnost. »Poenostavljeno povedano, ko možganska vezja postanejo disfunkcionalna, lahko delujejo kot zavore za specifične možganske funkcije, ki jih vezje običajno izvaja. Uporaba DBS lahko sprosti zavoro in lahko delno obnovi funkcionalnost.

Klinični potencial

Ti racionalizirani modeli, specifični za bolezen, imajo potencial za vodenje prihodnjega kliničnega zdravljenja. Za potrditev te zmožnosti so raziskovalci izvedli nadaljnje poskuse z uporabo neodvisnih podatkov. Potrdili so poenostavljena modela PD in OCD (izbrana zaradi razpoložljivosti bolnikov) v dveh dodatnih retrospektivnih skupinah 32 oziroma 35 bolnikov.

Pri teh dodatnih bolnikih so raziskovalci za oceno kliničnih izidov uporabili stopnjo prekrivanja med volumni stimulacije in ustreznim racionaliziranim modelom. Pri obeh motnjah so opazili dobro ujemanje med ocenami in izboljšavami simptomov.

Raziskovalci so izvedli tudi tri prospektivne poskuse z uporabo identificiranih vezij za izboljšanje koristi zdravljenja. Za dva bolnika so reprogramirali njune vsadke DBS, da bi povečali prekrivanje volumnov stimulacije z ustreznim modelom racionalizacije. Prvemu bolniku, 67-letnemu moškemu s PD, je bilo po običajnem kliničnem zdravljenju z DBS koristilo 60-odstotno zmanjšanje simptomov. Optimizirana stimulacija, ki temelji na parametrih, vodenih po racionalizaciji, je izboljšala to korist zdravljenja do 71-odstotnega zmanjšanja simptomov.

V drugem primeru je 21-letna ženska s hudim OKM, odpornim na zdravljenje, en mesec po reprogramiranju DBS, ki temelji na racionalizaciji, doživela 37-odstotno zmanjšanje globalnih obsesivno-kompulzivnih simptomov v primerjavi s 17-odstotnim zmanjšanjem simptomov pri klinični stimulaciji. parametri.

Nazadnje je ekipa vsadila par subtalamičnih elektrod za zdravljenje 32-letnega moškega, ki je od 18. leta starosti trpel za OKM, odpornim na zdravljenje. Štiri tedne po operaciji je DBS poročal o 77. % zmanjšanja globalnih obsesivno-kompulzivnih simptomov, z izboljšavami, opaženimi v enem dnevu po vklopu DBS.

Raziskovalci nakazujejo, da lahko njihove uspešne validacije racionaliziranih ciljev OCD in PD zagotovijo začetne dokaze za klinične aplikacije v kontekstu prospektivnih validacijskih študij. Opozarjajo, da lahko identificirana vezja – če bodo dodatno potrjena – predstavljajo terapevtske tarče, ki bi jih lahko uporabili tudi za stereotaktično ciljanje v nevrokirurgiji in potencialno neinvazivni transkranialni magnetni stimulaciji.

Li pove Svet fizike da nameravajo raziskovalci v prihodnosti "izpopolniti model in se bolj osredotočiti na fino zrnata disfunkcionalna možganska vezja ter potrditi naše ugotovitve s prospektivnimi kliničnimi preskušanji".

Raziskovalci opisujejo svoje ugotovitve v Nature Neuroscience.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/