Картування мозкових ланцюгів розкриває потенційні цілі лікування розладів мозку – 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="Впорядкування, що стосуються конкретних захворювань Глибока стимуляція мозку виявила пучки волокон, пов’язані з поліпшенням симптомів хвороби Паркінсона (зелений), дистонії (жовтий), синдрому Туретта (синій) і обсесивно-компульсивного розладу (червоний). (З дозволу: Барбара Голлундер)”>

Лобові контури мозку відіграють життєво важливу роль у контролі рухових, когнітивних і поведінкових функцій. Порушення лобно-підкіркових контурів, які з’єднують лобову кору в передньому мозку з базальними гангліями, розташованими глибше, може призвести до ряду неврологічних розладів. Однак незрозуміло, які з’єднання пов’язані з якими дисфункціями. Щоб пролити світло на цю проблему та допомогти визначити потенційні цілі лікування, міжнародна дослідницька група використала глибоку стимуляцію мозку (DBS), щоб відобразити схеми, пов’язані з чотирма різними розладами мозку.

DBS — це інвазивна терапія, при якій хірургічно імплантовані електроди модулюють мозкові мережі шляхом електричної стимуляції цільових областей. Одна з таких мішеней – субталамическое ядро ​​– представляє особливий інтерес, оскільки воно отримує дані від усієї лобової кори до базальних гангліїв. Дійсно, було показано, що електрична стимуляція субталамічного ядра полегшує симптоми кількох розладів головного мозку.

Дослідницька група під керівництвом Андреас Хорн від Центр терапії мозкових ланцюгів в Гарвардській медичній школі та Charité - Universitätsmedizin Берлін, і Нінфей Лі з Шаріте – дослідили загалом 534 електроди DBS, імплантовані для лікування чотирьох розладів мозку: хвороби Паркінсона (ХП), дистонії, обсесивно-компульсивного розладу (ОКР) і синдрому Туретта (ТС).

Перший автор Барбара Голлундер і його колеги вперше вивчили дані 197 пацієнтів, яким були імплантовані двосторонньо електроди DBS в субталамічному ядрі для лікування цих розладів, у тому числі 70 з дистонією, 94 з PD, 19 з OCD і 14 з TS.

Для кожного розладу вони відобразили ефекти стимуляції на субталамічному рівні в усій когорті, щоб визначити місця, пов’язані з найбільш корисною стимуляцією. Ці «приємні плями» DBS відрізнялися за розташуванням у субталамічному ядрі для чотирьох розладів.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="Картування ланцюгів мозку Пучок волокон, пов’язаний із покращенням симптомів після ДБС при ОКР. Зразковий набір двосторонніх електродів, імплантованих для лікування цього розладу в одного пацієнта, представлений поряд з трактом. (З дозволу: Барбара Холлундер)” title=”Натисніть, щоб відкрити зображення у спливаючому вікні” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

Далі дослідники нанесли на карту ефекти стимуляції лобно-підкіркових ланцюгів, що дозволило їм визначити, які ланцюги мозку стали дисфункціональними (і могли бути призначені для лікування) при кожному розладі. Контури, які отримали найбільшу користь від стимуляції (які називаються «солодкими лініями потоку»), включали проекції сенсомоторної кори головного мозку для дистонії, первинної моторної кори для ТС, додаткової моторної зони для ПД та вентромедіальної префронтальної та передньої поясної кори для ОКР.

«Ми змогли використати стимуляцію мозку, щоб точно визначити та націлити схеми для оптимального лікування чотирьох різних розладів», — говорить Хорн у заяві для преси. «Спрощено кажучи, коли мозкові ланцюги стають дисфункційними, вони можуть діяти як гальма для конкретних функцій мозку, які зазвичай виконують ланцюги. Застосування DBS може відпустити гальма та частково відновити функціональність».

Клінічний потенціал

Ці спрощені моделі, що стосуються конкретного захворювання, мають потенціал для керівництва майбутнім клінічним лікуванням. Щоб підтвердити цю можливість, дослідники провели додаткові експерименти, використовуючи незалежні дані. Вони перевірили спрощені моделі ПД та ОКР (вибрані через доступність пацієнтів) у двох додаткових ретроспективних групах із 32 та 35 пацієнтів відповідно.

У цих додаткових пацієнтів дослідники використовували рівень перекриття між обсягами стимуляції та відповідною оптимізованою моделлю для оцінки клінічних результатів. Для обох розладів вони спостерігали хорошу відповідність між оцінками та покращенням симптомів.

Дослідники також провели три проспективні експерименти, використовуючи ідентифіковані схеми для покращення користі від лікування. Для двох пацієнтів вони перепрограмували їхні імплантати DBS, щоб максимізувати перекриття об’ємів стимуляції з відповідною оптимізованою моделлю. Перший пацієнт, 67-річний чоловік із ХП, отримав користь від 60% зменшення симптомів після звичайного клінічного лікування DBS. Оптимізована стимуляція на основі оптимізованих параметрів покращила цей ефект лікування до 71% зменшення симптомів.

У другому випадку, у 21-річної жінки з важким резистентним до лікування ОКР, через місяць після перепрограмування DBS на основі методу streamline вона відчула 37% зменшення глобальних обсесивно-компульсивних симптомів у порівнянні зі зменшенням симптомів на 17% при клінічній стимуляції параметри.

Нарешті, команда імплантувала пару субталамічних електродів для лікування 32-річного чоловіка, який страждав від резистентного до лікування ОКР з 18 років. Через чотири тижні після операції, за допомогою DBS, повідомленого спромінованими моделями, він повідомив про 77 % зменшення глобальних обсесивно-компульсивних симптомів із покращеннями, які спостерігаються протягом одного дня після включення DBS.

Дослідники припускають, що їхня успішна валідація цілей оптимізації ОКР і PD може надати початкові докази для клінічного застосування в контексті проспективних досліджень валідації. Вони відзначають, що – якщо буде підтверджено – ідентифіковані схеми можуть представляти собою терапевтичні мішені, які також можуть бути використані для стереотаксичного націлювання в нейрохірургії та потенційно неінвазивної транскраніальної магнітної стимуляції.

Лі розповідає Світ фізики що в майбутньому дослідники «планують удосконалити модель, зосередившись більше на тонких дисфункціональних ланцюгах мозку, і підтвердити наші висновки за допомогою проспективних клінічних випробувань».

Дослідники описують свої відкриття в Nature Neuroscience.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/