Suna ca ceva de la producatorii de Star Trek, dar cercetatorii sunt de vazut posibilitatile apar cu utilizarea de stimulare creierului adanc pentru persoanele care au boala Alzheimer usoara. Și, într-o lume în care medicamentele sunt disponibile, dar beneficiile sunt limitate, este esențial să continuăm să dezvoltăm terapii alternative pentru tratarea și prevenirea bolii Alzheimer.
Ce este stimularea creierului profund?
Stimularea cerebrală profundă (DBS) este o procedură în care electrozii sunt plasați în interiorul creierului și programați să emită impulsuri electrice mici pentru a stimula activitatea creierului.
DBS a fost folosit de câțiva ani pentru persoanele cu boală Parkinson, cu un succes considerabil în reducerea tremorurilor și contracțiilor musculare, precum și îmbunătățirea posturii. Este, de asemenea, cercetat pentru a trata alte afecțiuni medicale, cum ar fi depresia și tulburarea obsesiv-compulsivă.
Cum sunt plasați electrozi în creier?
Răspunsul scurt: operația creierului. Pentru ca DBS să fie posibil, firele trebuie introduse în creier. Folosind anestezie locala, neurochirurgul foraj gauri in craniul pacientului si introduce fire cu atentie in diferite zone ale creierului. (Anestezia locală, atunci când un pacient este treaz, dar o zonă a corpului este numbată, poate fi folosită deoarece creierul nu poate simți nici o durere.)
O mașină stimulatoare a stimulatorului este apoi implantată sub anestezie generală în pieptul persoanei în care acesta poate livra în cele din urmă 130 de impulsuri electrice miniatură pe secundă la fire și, în consecință, la creier. Când este inițial implantat, stimulatorul este oprit; la câteva zile sau săptămâni după operație, stimulatorul este pornit și începe să livreze impulsurile electrice către creier. Atunci când se utilizează pentru a trata boala Alzheimer, acele fire sunt în mod obișnuit conectate la fornixul din creier. Potrivit lui Johns Hopkins Medicine, "fornixul este o cale creierului care are rolul de a aduce informații hipocampului, porțiunea creierului în care începe învățarea și amintirile și unde apar primele simptome ale bolii Alzheimer".
Cum funcționează stimularea cerebrală profundă?
Există mai multe teorii cu privire la motivul pentru care funcționează, dar nu există încă un răspuns concludent. În cazul Parkinsons, se crede că întrerupe și întrerupe arderea defectuoasă a creierului.
De fapt, intelegerea cercetatorilor despre DBS este atat de limitata incat posibilitatea utilizarii lui pentru Alzheimer a fost descoperita accidental cand DBS a fost testat pe un om care a fost obezi morbid ca o modalitate de a incerca sa-si controleze apetitul. În timp ce îl testau cu plasarea sârmei și impulsurile electrice, el a raportat o memorie vie. Când au oprit impulsurile, memoria a dispărut și când au pornit stimulatorul, memoria sa întors. Acest lucru a dus la realizarea că poate există o modalitate de a stimula creierul și amintirile pe care le are.
Este sigur?
DBS pare să fie destul de sigur. Desi gandurile chirurgiei cerebrale suna foarte riscante, expertii spun ca aceasta procedura nu este de fapt la fel de invaziv ca suna.
Există întotdeauna riscuri cu chirurgia creierului; cu toate acestea, peste 100.000 de persoane din întreaga lume cu boala Parkinson au fost supuse DBS cu probleme minime. Riscurile includ infecții, defecțiuni ale echipamentului, accident vascular cerebral, defectarea bateriei și mișcarea firelor.
Cercetări privind stimularea profundă a creierului și boala Alzheimer
Etapa I de cercetare
În 2010, revistele Annals of Neurology au publicat studii care descriu un studiu clinic de fază I desfășurat în Canada cu șase persoane diagnosticate cu boala Alzheimer precoce. Fiecare dintre ei avea un stimulent creier profund implantat chirurgical în creierul lor și a experimentat 12 luni de stimulare electrică continuă.
Testarea funcționării lor cognitive la 6 și 12 luni a indicat o îmbunătățire sau un declin mai puțin decât se aștepta la trei dintre cei șase participanți.
În plus, scanările PET au fost folosite pentru a evalua metabolismul cerebral al glucozei, care este capacitatea creierului de a descompune zaharurile pentru combustibilii creierului și poate fi, de asemenea, un indicator al nivelelor de activitate ale neuronilor din creier. Persoanele cu Alzheimer afișează de obicei o scădere a metabolismului glucozei în timp, dar acești șase participanți la studiu au arătat o creștere care a fost menținută pe tot parcursul studiului. Interesant, capacitatea descendentă a creierului de a descompune zahărul în boala Alzheimer a determinat unii cercetători să numească diabet zaharat de tip Alzheimer.
Etapa II de cercetare
Într-un studiu de fază II, prin Johns Hopkins, 42 de pacienți cu vârste între 45 și 85 au participat la DBS pentru a-și viza boala Alzheimer. Fiecare dintre ei a suferit o intervenție chirurgicală DBS pentru implantare între 2012 și 2014. Jumătate dintre aceștia au avut stimulenți activi după 2 săptămâni și jumătate dintre ei au pornit după 12 luni. Acesta a fost un studiu dublu-orb, deoarece nici medicii, nici pacienții nu știau când stimulatorii au fost activi.
Cogniția a fost evaluată în acest studiu prin teste multiple incluzând ADAS-Cog 13. Metabolismul cerebral al glucozei a fost, de asemenea, măsurat în diferite zone ale creierului.
Rezultatele acestui studiu au fost interesante, și nu neapărat ceea ce era de așteptat. La 6 luni după implantarea stimulatorului, metabolismul cerebral al glucozei a crescut semnificativ, dar aceste câștiguri nu au fost sustinute la 12 luni. În plus, a fost observată o diferență de răspuns în funcție de vârstă. Acei participanți care au fost peste 65 de ani au demonstrat îmbunătățiri în funcționarea cognitivă și în metabolismul cerebral al glucozei. Cei sub vârsta de 65 de ani nu au prezentat îmbunătățiri semnificative în niciunul dintre aceste zone. Cercetatorii au sustinut ca acest efect poate fi legat de deteriorarea uneori mai mare a structurii creierului la persoanele mai tinere cu Alzheimer (boala Alzheimer), comparativ cu cei cu Alzheimer cu debut tardiv.
Rezumatul efectelor DBS asupra creierului
Efectele DBS asupra bolii Alzheimer au fost studiate prin aceste studii clinice de fază I și fază II, dar informații despre cum afectează creierul au fost, de asemenea, colectate din utilizarea sa în alte situații, inclusiv alte studii studii și în tratarea bolii Parkinson. Au fost descoperite următoarele efecte:
Cogniția generală îmbunătățită:
Cercetarea asupra DBS la persoanele cu Alzheimer a determinat îmbunătățirea cunoașterii unora dintre participanți, măsurată prin multiple teste neuropsihologice. Aceste teste măsoară mai multe aspecte ale funcționării creierului, inclusiv memoria, orientarea, recunoașterea cuvintelor și multe altele.Volumul crescut al hipocampului:
În timp ce hipocampul (o parte a creierului asociat cu memoria) atrofiază cu prezența îmbătrânirii și mai semnificativ în boala Alzheimer, sa constatat că DBS crește volumul hipocampului la persoanele cu Alzheimer. Volumul hipocampal a fost corelat cu funcționarea memoriei.Metabolismul crescut al glucozei cerebrale:
Așa cum sa subliniat mai sus, unii subiecți care au primit DBS au demonstrat îmbunătățirea metabolismului glucozei în mai multe zone ale creierului.Volumul crescut de fornix și corpuri mammale:
Fornixul și corpurile mamifere din creier (care sunt legate de funcționarea memoriei) au demonstrat volum crescut după DBS la cei cu Alzheimer.Nivele mai mari de acetilcolină:
DBS a fost de asemenea prezentat în cercetare pentru declanșarea eliberării acetilcolinei. Acetilcolina ajuta la transferul mesajelor de la o celula nervoasa la alta in creierul nostru.Cresterea memoriei spațiale:
După stimularea creierului profund la fornixul șobolanilor, aceștia au demonstrat o îmbunătățire a memoriei spațiale în capacitatea lor de a naviga într-un labirint. În timp ce studiile pe animale nu se transferă întotdeauna la om, ele ne oferă adesea informații despre siguranța și eficacitatea procedurilor experimentale.Scăderea fluenței verbale:
Stimularea cerebrală profundă a fost folosită de ani de zile la persoanele cu Parkinson cu rezultate pozitive în mod semnificativ. Cu toate acestea, unele cercetări au constatat că fluența verbală a scăzut la unii dintre acești indivizi. În timp ce mulți cu Parkinson simt că acest risc este în valoare de beneficiul pe care le oferă stimularea creierului profund. s-ar putea sa nu fie atat de usor de considerat un risc important pentru cei cu boala Alzheimer.Considerații etice
Deși au fost efectuate mai multe studii la om, unii cercetători cer studii suplimentare și extinse care utilizează DBS la animale, înainte de a continua cercetările cu oamenii. Aceștia subliniază că, deși au existat participanți la cercetările DBS care au prezentat o îmbunătățire cognitivă, au existat și câțiva alții care au scăzut în anumite zone cognitive după o stimulare profundă a creierului.
Acești cercetători evidențiază, de asemenea, faptul că există o lipsă de înțelegere cu privire la modul în care funcționează stimularea cerebrală profundă; astfel, ei recomanda ca mai multe informatii sa fie dobandite inainte de extinderea studiilor clinice cu oamenii.
Un cuvânt de la Verywell
