Offene selbstkontrollierte Studie zur transkraniellen Pulsstimulation bei leichter neurokognitiver Störung

Hintergrund Altersbedingte Krankheiten, insbesondere Demenz, die heute als schwere neurokognitive Störung (NCD) bekannt ist, stellen in Hongkong und weltweit eine große Gesundheitsbelastung dar. Interventionen, die darauf abzielen, den kognitiven Verfall zu lindern oder Demenz vorzubeugen, bieten ein überzeugendes alternatives Paradigma zur Verringerung der Auswirkungen der Krankheit, nicht nur auf Einzelpersonen, sondern auch auf ihre Familien und die Gesellschaft. Um den optimalen Nutzen zu erzielen, sollte die Intervention bei Demenz grundsätzlich im frühesten präklinischen Stadium beginnen. Es wurden jedoch keine Beweise gefunden, die einen pharmakologischen Ansatz zur Vorbeugung, Verringerung oder Verzögerung des kognitiven Rückgangs im Stadium einer leichten nichtübertragbaren Krankheit unterstützen. Neben pharmakologischen Ansätzen wird die nicht-invasive Hirnstimulation (NIBS) zunehmend als potenzielle Alternative zur Lösung dieses Problems erkannt. Typische Beispiele für NIBS sind die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und die transkranielle Magnetstimulation (TMS). Darüber hinaus gibt es eine neue NIBS namens Transkranielle Pulsstimulation (TPS), auch bekannt als extrakorporale Stoßwellentherapie niedriger Intensität (Li-ESWT), die kürzlich im Jahr 2018 die CE-Kennzeichnung für die Behandlung des Zentralnervensystems (ZNS) erhalten hat. bei Patienten mit leichter bis mittelschwerer Alzheimer-Krankheit (AD).

Die Einführung von TPS TPS nutzt repetitive einzelne ultrakurze Impulse im Ultraschallfrequenzbereich, um das Gehirn zu stimulieren. Mit einem Neuronavigationsgerät kann TPS dies hochfokussiert und zielgenau erreichen. TPS unterscheidet sich von tDCS und TMS durch die Verwendung von direktem oder induziertem elektrischem Strom. Die Verwendung von elektrischem Strom zur Stimulation des Gehirns kann aufgrund des Problems der Leitfähigkeit und der Unfähigkeit, tiefe Hirnregionen zu erreichen, eingeschränkt sein. Stattdessen bietet fokussierter Ultraschall geringer Intensität trotz des Problems der Schädelschwächung eine gute räumliche Präzision und Auflösung zur nichtinvasiven Modulation subkortikaler Bereiche. Mit niedrigeren Ultraschallfrequenzen kann TPS die Schädelpenetration beim Menschen erfolgreich verbessern.

Biologischer Mechanismus von TPS Der grundlegende Mechanismus von TPS ist die Mechanotransduktion. Dabei handelt es sich um einen biologischen Weg, über den die Zellen den mechanischen TPS-Reiz in biochemische Reaktionen umwandeln und so einige grundlegende Zellfunktionen wie Migration, Proliferation, Differenzierung und Apoptose beeinflussen. Der ultrakurze Ultraschallimpuls könnte die Zellproliferation und -differenzierung in kultivierten neuralen Stammzellen verbessern, was eine wichtige Rolle bei der Reparatur der Gehirnfunktion bei ZNS-Erkrankungen spielt. Das TPS kann Neuronen beeinflussen und über verschiedene Wege neuroplastische Effekte auslösen, darunter die Erhöhung der Zellpermeabilität, die Stimulation mechanosensitiver Ionenkanäle, die Freisetzung von Stickoxid, was zu einer Vasodilatation führt, eine erhöhte Stoffwechselaktivität und Angiogenese, die Stimulation von Gefäßwachstumsfaktoren (VEGF) und die Stimulation des Gehirns abgeleiteter neurotropher Faktor (BDNF).

Klinische Wirkungen von TPS-fokussiertem Ultraschall zeigten den Neuromodulationseffekt im menschlichen Gehirn. Fokussierter Ultraschall kann die Amplitude somatosensorisch evozierter Potenziale (SEPs) modulieren, wenn er auf die kortikalen Regionen gerichtet wird, die diese Potenziale erzeugen, und sogar auf tiefe Strukturen wie den Thalamus. TPS, früher als Li-ESWT bezeichnet, wurde bei fünf Patienten mit nicht reagierendem Wachheitssyndrom angewendet. Sie erhielten durchschnittlich zwei bis vier Jahre lang alle 6 Monate eine vierwöchige (dreimal pro Woche) Behandlung mit jeweils 4000 Impulsen. Es kam zu einer deutlichen Verbesserung der Vigilanz und bei drei Patienten konnte die perkutane endoskopische Gastrostomie (PEG)-Sonde aufgrund einer verbesserten oropharyngealen motorischen Funktion entfernt werden. In der jüngsten Studie wurde TPS bei 35 älteren Menschen mit AD angewendet. Sie wurden 2–4 Wochen lang in 3 TPS-Sitzungen (jeweils 6000 Impulse) pro Woche behandelt, entweder an klassischen AD-betroffenen Stellen wie dem dorsolateralen präfrontalen Kortex, Bereichen des Gedächtnis- und Sprachnetzwerks oder an allen zugänglichen Gehirnbereichen (Globalhirn). Stimulation). Es wurde eine signifikante Verbesserung des CERAD-Scores (Consortium to Establish a Registry for Alzheimer's Disease) nachgewiesen (unmittelbar sowie 1 und 3 Monate nach der Stimulation). fMRT zeigte auch eine deutlich erhöhte Konnektivität innerhalb des Speichernetzwerks.

Sicherheitsaspekt von TPS TPS verbraucht für die Hirnstimulation nur sehr wenig Energie. In-vivo-Tier-TPS-Studien verursachten keine Gewebeschäden, obwohl im Vergleich zu Humanstudien 6- bis 7-fach höhere Energieniveaus verwendet wurden. Darüber hinaus verursachte der Eingriff keine schwerwiegenden Nebenwirkungen wie intrakranielle Blutungen, Ödeme oder andere intrakranielle Pathologien, wie durch MRT in einer früheren AD-Studie bestätigt wurde. Nur wenige Probanden berichteten über Kopfschmerzen (4 %), Schmerzen oder Druck (1 %) und eine Verschlechterung der Stimmung (3 %). Das CE-gekennzeichnete TPS-System hat sich in mehr als 1500 Behandlungen als sicher erwiesen.