В устройстве, описанном в статье, опубликованной в понедельник (19 августа) в журнале Nature Medicine, используются имплантированные электроды, которые автоматически реагируют на сигналы мозга, связанные с медленным движением или спазмами, наблюдаемыми у пациентов с болезнью Паркинсона. В зависимости от необходимости устройство подает больше или меньше электрической стимуляции.
Для сравнения, традиционная стимуляция мозга обеспечивает постоянную электрическую стимуляцию, и пациенты должны регулировать степень стимуляции врачом.
Новая адаптивная система глубокой стимуляции мозга (aDBS) «сокращает продолжительность двигательных симптомов в два раза и повышает качество жизни», — рассказала Live Science ведущий автор исследования доктор Карина Орн, когнитивный нейробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.
Болезнь Паркинсона — это нейродегенеративное заболевание, при котором специфические клетки мозга, вырабатывающие дофамин, неправильно функционируют и неуклонно отмирают. Эти клетки играют важнейшую роль в движении.
Большинство пациентов с болезнью Паркинсона принимают леводопу — препарат, повышающий уровень дофамина в мозге. Но по мере прогрессирования болезни леводопа часто перестает быть достаточным средством для борьбы с симптомами.
В этот момент многие пациенты дополняют лекарство постоянной глубокой стимуляцией мозга (cDBS), при которой хирурги вживляют электроды, изменяющие сигналы, лежащие в основе симптомов болезни Паркинсона. Хотя лечение безопасно и эффективно, из-за постоянной стимуляции оно может как недо-, так и перекомпенсировать симптомы.
Чтобы понять, можно ли найти лучший подход, Орн и его коллеги имплантировали четырем мужчинам с болезнью Паркинсона устройство, позволяющее переключаться между непрерывной или aDBS. Исследователи спросили каждого пациента, какой симптом беспокоит его больше всего; трое ответили, что брадикинезия, или замедленные движения, а последний — что спазмы. Затем они определили, какой сигнал мозга связан с проблемным симптомом.
Непрерывно записывая данные из двух областей мозга, команда обучила алгоритмы, позволяющие предсказывать течение симптомов пациента и реагировать на них. Устройство aDBS реагировало на сигнал мозга, который отмечал, когда уровень дофамина у пациента повышался — сразу после приема лекарств — и понижался, когда действие препаратов ослабевало.
После периода обучения пациенты, некоторые из которых работают полный рабочий день, покидали клинику и занимались своими повседневными делами. Прибор подавал либо cDBS, либо aDBS, переключаясь между ними в течение определенного времени. Теоретически пациенты не знали, какой тип стимуляции был активен в тот или иной момент времени.
«Но через некоторое время они действительно могли отличить дни, когда они были на aDBS, просто потому, что их двигательные симптомы контролировались так хорошо», — сказал Оэрн. Пациенты оценивали, какую стимуляцию они предпочитают, с помощью приложения для телефона, и отмечали, что aDBS лучше.
По словам Оэрн, вероятно, есть много пациентов, которым будет достаточно одной только системы cDBS, поскольку их симптомы не меняются в течение дня. По ее мнению, наиболее вероятно, что новая система поможет тем, чьи симптомы колеблются.
Хотя в данном исследовании ученые сосредоточились только на одном типе симптомов, Орн надеется, что в будущем алгоритмы смогут реагировать на другие симптомы. По словам Орна, в следующем месяце они посмотрят, как устройство влияет на проблемы с памятью и настроением, связанные с болезнью Паркинсона.
Исследование примечательно тем, что в нем рассматривается новый тип сигналов мозга в качестве триггера для активации устройства, что может открыть двери для более широкого спектра применения, чем рассматривалось ранее, сообщил Live Science по электронной почте доктор Мартин Бойдел, специалист по неврологии из Медицинского центра Амстердамского университета.
Новое исследование «значительно расширило» возможности терапии в лечении болезни Паркинсона, сказал Бодель, который не принимал участия в исследовании.
