Beyin devrelerinin haritalanması, beyin bozuklukları için potansiyel tedavi hedeflerini ortaya koyuyor - Fizik Dünyası

<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="Hastalığa özgü düzenekler Derin beyin uyarımı, Parkinson hastalığında (yeşil), distonide (sarı), Tourette sendromunda (mavi) ve obsesif kompulsif bozuklukta (kırmızı) semptomların iyileşmesiyle ilişkili lif demetlerini ortaya çıkardı. (Nezaket: Barbara Hollunder)”>

Beynin ön devreleri motor, bilişsel ve davranışsal işlevlerin kontrolünde hayati bir rol oynar. Ön beyindeki frontal korteksi daha derinlerde bulunan bazal ganglionlara bağlayan fronto-subkortikal devrelerin bozulması bir dizi nörolojik bozukluğa neden olabilir. Ancak hangi bağlantıların hangi işlev bozukluklarıyla ilişkili olduğu açık değildir. Bu soruna ışık tutmak ve potansiyel tedavi hedeflerinin belirlenmesine yardımcı olmak için uluslararası bir araştırma ekibi, dört farklı beyin bozukluğuyla ilişkili devrelerin haritasını çıkarmak için derin beyin stimülasyonunu (DBS) kullandı.

DBS, cerrahi olarak implante edilen elektrotların, hedef bölgelerin elektriksel uyarımı yoluyla beyin ağlarını modüle ettiği invazif bir tedavidir. Böyle bir hedef olan subtalamik çekirdek, tüm frontal korteksten bazal ganglionlara kadar girdi aldığı için özellikle ilgi çekicidir. Aslında, subtalamik çekirdeğin elektriksel uyarılmasının çeşitli beyin bozukluklarının semptomlarını hafiflettiği gösterilmiştir.

Liderliğindeki araştırma ekibi Andreas Boynuzu itibaren Beyin Devresi Terapötikleri Merkezi Harvard Tıp Okulu'nda ve Charité - Universitätsmedizin Berlinve Charité'den Ningfei Li - dört beyin bozukluğunu tedavi etmek için implante edilen toplam 534 DBS elektrodu üzerinde çalıştı: Parkinson hastalığı (PD), distoni, obsesif kompulsif bozukluk (OKB) ve Tourette sendromu (TS).

İlk yazar Barbara Hollunder ve meslektaşları ilk olarak bu bozuklukları tedavi etmek için subtalamik çekirdeğe iki taraflı olarak DBS elektrotları implante edilen 197 hastadan elde edilen verileri incelediler; bunlar arasında 70'i distoni, 94'ü Parkinson, 19'u OKB ve 14'ü TS'liydi.

Her bir bozukluk için, en faydalı uyarımla ilişkili bölgeleri belirlemek amacıyla kohort genelinde subtalamik seviyedeki uyarım etkilerini haritalandırdılar. Bu DBS "tatlı noktaları", dört bozukluk için subtalamik çekirdek üzerindeki konum açısından farklılık gösteriyordu.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="Beyin devrelerinin haritalanması OKB'de DBS'yi takiben semptom iyileşmesiyle ilişkili lif demeti. Tek bir hastada bu bozukluğun tedavisi için implante edilen örnek bir çift taraflı elektrot seti, traktın yanında temsil edilmektedir. (Nezaket: Barbara Hollunder)” title=”Resmi açılır pencerede açmak için tıklayın” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

Daha sonra araştırmacılar, uyarı etkilerini fronto-subkortikal devrelere haritalayarak, her bir bozuklukta hangi beyin devrelerinin işlevsiz hale geldiğini (ve tedavi için hedef alınabileceğini) belirlemelerini sağladı. Stimülasyondan en fazla yararlanan devreler ("tatlı akım çizgileri" olarak anılır), distoni için sensörimotor kortekslerden, TS için birincil motor korteksten, PH için tamamlayıcı motor alanından ve OKB için ventromedial prefrontal ve anterior singulat kortekslerden gelen projeksiyonları içeriyordu.

Horn, bir basın açıklamasında şöyle diyor: "Dört farklı bozukluğun optimal tedavisi için devreleri kesin olarak tanımlamak ve hedeflemek amacıyla beyin stimülasyonunu kullanabildik." "Basitleştirilmiş bir ifadeyle, beyin devreleri işlevsiz hale geldiğinde, devrenin genellikle gerçekleştirdiği belirli beyin işlevleri için fren görevi görebilirler. DBS'nin uygulanması freni serbest bırakabilir ve işlevselliği kısmen geri yükleyebilir."

Klinik potansiyel

Bu hastalığa özgü düzene koyma modelleri, gelecekteki klinik tedavilere rehberlik etme potansiyeline sahiptir. Bu yeteneği doğrulamak için araştırmacılar bağımsız verileri kullanarak daha ileri deneyler yaptılar. Sırasıyla 32 ve 35 hastadan oluşan iki ek retrospektif grupta Parkinson hastalığı ve OKB düzen modellerini (hastanın mevcudiyeti nedeniyle seçilmiştir) doğruladılar.

Bu ek hastalarda araştırmacılar, klinik sonuçları tahmin etmek için stimülasyon hacimleri ile ilgili düzen modeli arasındaki örtüşme düzeyini kullandılar. Her iki bozukluk için de tahminler ile semptomlardaki iyileşmeler arasında iyi bir eşleşme gözlemlediler.

Araştırmacılar ayrıca tedavinin faydasını artırmak için belirlenen devreleri kullanarak üç ileriye dönük deney gerçekleştirdiler. İki hasta için, DBS implantlarını, stimülasyon hacimlerinin ilgili düzen modeliyle örtüşmesini en üst düzeye çıkaracak şekilde yeniden programladılar. PH'li 67 yaşında bir erkek olan ilk hasta, DBS ile geleneksel klinik tedavi sonrasında semptomlarda %60'lık bir azalmadan yararlandı. Düzene dayalı parametrelere dayalı optimize edilmiş stimülasyon, bu tedavi faydasını semptomlarda %71'lik bir azalmaya kadar artırdı.

İkinci vakada, şiddetli tedaviye dirençli OKB'si olan 21 yaşında bir kadın, düzene dayalı DBS yeniden programlamasından bir ay sonra, klinik uyarı altında semptomlarda %37'lik bir azalmaya kıyasla global obsesif-kompulsif semptomlarda %17'lik bir azalma yaşadı. parametreler.

Son olarak ekip, 32 yaşından beri tedaviye dirençli OKB hastası olan 18 yaşındaki bir erkeği tedavi etmek için bir çift subtalamik elektrot yerleştirdi. Ameliyattan dört hafta sonra, DBS'nin modern modellerle bilgilendirilmesiyle, hastada %77'lik bir sonuç rapor edildi. Küresel obsesif-kompulsif semptomlarda yüzde azalma, DBS'ye geçişten sonraki bir gün içinde iyileşmeler görüldü.

Araştırmacılar, OKB ve PB'nin hedeflerini başarılı bir şekilde doğrulamalarının, ileriye dönük doğrulama çalışmaları bağlamında klinik uygulamalar için ilk kanıt sağlayabileceğini öne sürüyor. Daha fazla onaylanırsa, tanımlanan devrelerin nöroşirürjide stereotaktik hedefleme ve potansiyel olarak invaziv olmayan transkraniyal manyetik stimülasyon için de kullanılabilecek terapötik hedefleri temsil edebileceğini belirtiyorlar.

Li anlatıyor Fizik dünyası gelecekte araştırmacılar "ince taneli, işlevsiz beyin devrelerine daha fazla odaklanarak modeli iyileştirmeyi ve bulgularımızı ileriye dönük klinik deneylerle doğrulamayı planlıyor".

Araştırmacılar bulgularını şu şekilde açıklıyor: Nature Neuroscience.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/