Onko Deep Brain Stimulation tehokas Alzheimerin taudille?

Se kuulostaa Star Trekin tekijöiltä, ​​mutta tutkijat näkevät mahdollisuuksia syvien aivojen stimulaation avulla niille, joilla on lievä Alzheimerin tauti. Ja maailmassa, jossa lääkkeitä on saatavilla, mutta hyödyt ovat rajalliset, on tärkeää kehittää edelleen vaihtoehtoisia hoitoja Alzheimerin taudin hoitoon ja ehkäisyyn.

Mikä on syvä aivojen stimulointi?

Deep Brain Stimulation (DBS) on prosessi, jossa elektrodit sijoitetaan aivojen sisään ja ohjelmoidaan antamaan pieniä sähköpulsseja aivojen toiminnan stimuloimiseksi.

DBS: ää on käytetty useita vuosia Parkinsonin tautia sairastavilla henkilöillä, joilla on huomattavaa menestystä vapina- ja lihaskontraktioiden vähentämisessä sekä asennon parantamisessa. Sitä tutkitaan myös muiden sairauksien, kuten masennuksen ja pakko-oireisen häiriön hoitoon.

Miten elektrodit sijoitetaan aivoihin?

Lyhyt vastaus: aivojen leikkaus. Jotta DBS olisi mahdollinen, johtimet on asetettava aivoihin. Käyttäen paikallispuudutusta neurokirurgi poraa reiät potilaan pääkalloon ja lanka johdot varovasti aivojen eri alueisiin. (Paikallista anestesiaa, kun potilas on hereillä, mutta kehon alue on numbed, voidaan käyttää, koska aivot eivät itse tunne kipua.)

Sitten sydämentahdistimen kaltainen kone istutetaan yleisen anestesian alle sen henkilön rintaan, jossa se voi lopulta johtaa 130 miniatyyristä sähköpulssia sekunnissa johtimiin ja siten aivoihin. Aluksi implantoidessaan stimulaattori sammuu; muutama päivä tai viikko leikkauksen jälkeen stimulaattori kytketään päälle ja alkaa syöttää sähköisiä impulsseja aivoihin.

Kun niitä käytetään Alzheimerin taudin hoitoon, nämä johdot liitetään tyypillisesti aivojen fornixiin. Johns Hopkinin lääketieteen mukaan "fornix on aivopolku, joka auttaa saamaan tietoa hippokampukselle, aivojen osalle, jossa oppiminen alkaa ja muistoja tehdään ja missä Alzheimerin taudin varhaiset oireet näyttävät syntyvän."

Miten Deep Brain Stimulation toimii?

On olemassa useita teorioita siitä, miksi se toimii, mutta ei ole vielä ratkaisevaa vastausta. Parkinsonin tautia ajatellaan keskeyttävän ja häiritsevän aivojen viallisen ampumisen.

Itse asiassa tutkijoiden käsitys DBS: stä on niin rajallinen, että mahdollisuus käyttää sitä Alzheimerin taudille havaittiin vahingossa, kun DBS: ää testattiin miehellä, joka oli sairastunut lihavaksi, keinona hallita ruokahalua. Kun he testasivat häntä langansyöttö- ja sähköimpulsseilla, hän kertoi elävästä muistista. Kun ne sammuttivat impulssit, muisti meni pois ja kun he käänsivät stimulaattorin takaisin, muisti palautui. Tämä johti siihen, että ymmärretään, että ehkä on olemassa keino edistää aivoja ja muistoja, joita sillä on.

Onko se turvallista?

DBS näyttää olevan melko turvallinen. Vaikka ajatus aivojen leikkauksesta kuulostaa hyvin riskialttialta, asiantuntijat sanovat, että tämä menettely ei oikeastaan ​​ole yhtä invasiivista kuin se kuulostaa. Aivojen leikkauksella on aina riskejä; kuitenkin yli 100 000 ihmistä kaikkialla maailmassa, joilla on Parkinsonin tauti, ovat kokeneet DBS: n vähäisin ongelmin. Riskejä ovat infektio, laitteiden toimintahäiriöt, aivohalvaus, akun vika ja johdon liike.

Syvien aivojen stimuloinnin ja Alzheimerin taudin tutkimus

Vaihe I Tutkimus

Vuonna 2010 Annals of Neurology -lehdessä julkaistiin tutkimus, jossa esiteltiin Kanadassa suoritetun I-vaiheen kliinisen tutkimuksen kuusi ihmistä, joille diagnosoitiin varhainen Alzheimerin tauti. Jokaisella oli syvä aivojen stimulaattori, joka oli implantoitu kirurgisesti aivoihinsa ja kokenut 12 kuukauden jatkuvan sähköstimulaation. Kognitiivisen toiminnan testaaminen 6 ja 12 kuukauden aikana osoitti parannusta tai odotettua pienempää vähenemistä kolmessa kuudesta osallistujasta.

Lisäksi PET-skannauksia käytettiin aivojen glukoosin aineenvaihdunnan arvioimiseksi, joka on aivojen kyky hajottaa sokerit aivojen polttoaineeksi ja voi myös olla indikaattori aivojen hermosolujen aktiivisuustasoista. Alzheimerin tautia sairastavilla ihmisillä on tyypillisesti glukoosi-aineenvaihdunnan väheneminen ajan mittaan, mutta nämä kuusi tutkijaa osoittivat kasvua, joka säilyi koko tutkimuksen ajan. Mielenkiintoista on, että aivojen vähenevä kyky hajottaa sokeri Alzheimerin taudissa on johtanut siihen, että jotkut tutkijat kutsuvat Alzheimerin taudin tyypin 3 diabeteksen.

Vaihe II -tutkimus

Vaiheen II tutkimuksessa Johns Hopkinsin kautta 42 potilasta, jotka olivat 45–85-vuotiaita, osallistuivat DBS: ään kohdistamaan Alzheimerin taudin. Jokaiselle tehtiin DBS-kirurgia implantointia varten vuosina 2012–2014. Puolet heistä oli käynnistynyt 2 viikon kuluttua, ja puolet niistä oli kytketty päälle 12 kuukauden kuluttua. Tämä oli kaksoissokkotutkimus, koska lääkärit tai potilaat eivät tienneet, milloin stimulaattorit aktivoitiin.

Kognitio arvioitiin tässä tutkimuksessa useiden ADAS-Cog 13 -testien avulla. Aivojen glukoosin metaboliaa mitattiin myös aivojen eri alueilla.

Tämän tutkimuksen tulokset olivat mielenkiintoisia, eivät välttämättä sitä, mitä odotettiin. 6 kuukauden kuluttua stimulaattorin istutuksesta aivojen glukoosin aineenvaihdunta oli lisääntynyt merkittävästi, mutta niitä ei saavutettu 12 kuukaudessa. Lisäksi havaittiin ikään liittyvä ero vasteessa. Osallistujat, jotka olivat yli 65-vuotiaita, osoittivat parannusta kognitiiviseen toimintaan ja aivojen glukoosin metaboliaan. Alle 65-vuotiaat eivät osoittaneet merkittäviä parannuksia kummallakin alueella. Tutkijat totesivat, että tämä vaikutus on saattanut liittyä joskus suurempaan aivorakenteen heikkenemiseen nuoremmilla Alzheimerin taudilla (Alzheimerin taudin puhkeaminen) verrattuna niihin, joilla on myöhäistä Alzheimerin tautia.

Yhteenveto DBS-vaikutuksista aivoon

DBS: n vaikutuksia Alzheimerin tautiin on tutkittu näiden I ja II vaiheen kliinisten tutkimusten kautta, mutta tietoa siitä, miten se vaikuttaa aivoihin, on kerätty myös sen käytöstä muissa asetuksissa, mukaan lukien muut tutkimukset ja Parkinsonin taudin hoidossa. Seuraavat vaikutukset on löydetty:

Parempi yleinen kognitio:Alzheimerin taudinaiheuttajien DBS-tutkimukset johtivat parannettuun kognitioon joillekin osallistujille mitattuna useilla neuropsykologisilla testeillä. Nämä testit mittaavat useita aivojen toiminnan näkökohtia, mukaan lukien muisti, suunta, sanan tunnistaminen ja paljon muuta.

Lisääntynyt hippokampuksen määrä:Vaikka hippokampus (aivojen osa, joka liittyy muistiin) atrofiat, joissa esiintyy ikääntymistä ja merkittävämpää Alzheimerin tautia, DBS: n on havaittu lisäävän hippokampuksen määrää Alzheimerin tautia sairastavilla. Hippokampuksen tilavuus on korreloitu muistin toiminnan kanssa.

Lisääntynyt aivojen glukoosin metabolia:Kuten edellä korostettiin, jotkut DBS: ää saaneet henkilöt osoittivat parannetun glukoosin aineenvaihduntaa useilla aivojen alueilla.

Fornix- ja mammillary-elinten lisääntynyt määrä:Aivojen fornix- ja mammillaryelimet (jotka molemmat liittyvät muistin toimintaan) ovat osoittaneet lisääntyneen tilavuuden DBS: n jälkeen niillä, joilla on Alzheimerin tauti.

Suuremmat asetyylikoliinitasot:DBS on myös osoitettu tutkimuksessa, joka käynnistää asetyylikoliinin vapautumisen. Asetyylikoliini auttaa siirtämään viestejä hermosolusta seuraavaan aivoissa.

Lisääntynyt avaruusmuisti:Syvien aivojen stimuloinnin jälkeen rottien fornixiin he osoittivat parannettua tilamuistia kykynsä liikkua sokkelossa. Vaikka eläinkokeissa ei aina siirry ihmisiin, ne antavat usein oivalluksia kokeellisten menettelyjen turvallisuudesta ja tehokkuudesta.

Vähentynyt suullinen sujuvuus:Syviä aivojen stimulaatioita on käytetty jo vuosia Parkinsonin tautia sairastavilla henkilöillä, joilla on merkittävä positiivinen tulos. Joissakin tutkimuksissa on kuitenkin havaittu, että verbaalinen sujuvuus on vähentynyt joissakin näistä henkilöistä. Vaikka monet Parkinsonin mielestä tämä riski on syytä hyötyä siitä, että syvä aivojen stimulaatio tarjoaa heille. Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla sitä ei välttämättä pidetä kannattavana riskinä.

Eettiset näkökohdat

Vaikka ihmisillä on tehty useita tutkimuksia, jotkut tutkijat vaativat lisä- ja laajennettuja tutkimuksia DBS: n avulla eläimissä ennen kuin jatketaan tutkimusta ihmisten kanssa. He huomauttavat, että vaikka DBS-tutkijoita on ollut jonkin verran kognitiivista parannusta, on ollut myös muutamia muita, jotka laskivat joissakin kognitiivisilla alueilla syvien aivojen stimulaation jälkeen.

Nämä tutkijat korostavat myös sitä, että ei ole ymmärrystä siitä, miten aivojen stimulaatio toimii; näin ollen ne suosittelevat, että ennen kliinisten tutkimusten laajentamista ihmisten kanssa saadaan enemmän tietoa.

Sana DipHealthistä

Syvä aivojen stimulaatio on ollut vakiintunut Parkinsonin taudin asianmukaisena hoitona; lisää tutkimuksia tarvitaan kuitenkin sen hyödyn havaitsemiseksi Alzheimerin taudissa. DBS: n potentiaali kognitiiviseen parannukseen on jännittävää, varsinkin kun jatkamme kamppailua tehokkaan hoidon löytämiseksi Alzheimerin taudille.