Neurofeedback istutettujen syväaivojen stimulaatioelektrodien avulla

Syväaivostimulaatiosta (DBS) on tullut kultainen standardi oireenmukainen hoitovaihtoehto Parkinsonin taudille (PD), ja sitä tutkitaan myös monien muiden neurologisten häiriöiden hoitoon. Elektrodien istuttaminen syvälle aivoalueelle ei ole vain mahdollistanut sähköisten ärsykkeiden soveltamista, vaan se on myös tarjonnut tutkijoille ja kliinikoille ennennäkemättömän ikkunan tutkia poikkeavaa hermosolujen toimintaa aivan patologisten aivopiirien ytimessä. Paikalliset kenttäpotentiaalit (LFP) on jo tutkittu helposti ulkoisten DBS-elektrodijohtojen kautta ennen sisäistämistä ja liittämistä implantoitavaan neurostimulaattoriin. PD:n tapauksessa motoristen oireiden on osoitettu korreloivan liiallisen beeta-värähtelyaktiivisuuden (13-35 Hz) kanssa subtalamuksen ytimestä (STN) tallennetussa LFP:ssä. Ensinnäkin lepotilassa STN:ään kirjattu beeta-aktiivisuus potilailla, jotka ovat lopettaneet lääkityksensä, on korreloinut Unified Parkinsonin taudin arviointiasteikon (UPDRS) kanssa potilaiden välillä. Toiseksi signaalitehon aleneminen beeta-kaistalla korreloi motoristen oireiden kliinisen paranemisen kanssa. Kolmanneksi kaksi pääasiallista terapeuttista strategiaa, L-Dopan anto ja korkeataajuinen DBS, johtavat molemmat beeta-synkronisuuden suppressioon STN:ssä. Lisäksi beetavärähtelyt osoittavat nopeaa ja liikkeestä riippuvaa modulaatiota ajan myötä ja voivat toimia biomarkkerina ja palautesignaalina DBS:n toimituksen ohjaamiseksi. Tutkijat ottivat äskettäin käyttöön syvän aivojen sähköisen neurofeedbackin tarjotakseen reaaliaikaista visuaalista neurofeedbackia patologisista STN-värähtelyistä ulkoisten DBS-elektrodien kautta ja osoittivat, että PD-potilaat pystyivät vapaaehtoisesti kontrolloimaan ja vähentämään subtalamista aktiivisuutta yhden tunnin aikana. Lisäksi neurofeedback-oppivat strategiat kiihdyttivät liikkeitä ja ne voitaisiin säilyttää lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä. Vasta äskettäin kliinisesti hyväksytty uusi neurostimulaattori, Percept™ PC (Medtronic Neurological Division, Minneapolis, MN, USA), joka ei voi ainoastaan ​​käyttää sähköimpulsseja, vaan mahdollistaa myös aivojen toiminnan mittaamisen ja välittämisen. Tämä neurostimulaattori on nyt ensimmäinen valinta implantaatioihin Zürichin yliopistollisessa sairaalassa, ja sitä käytetään erilaisiin neurologisiin sairauksiin. Tutkijoiden tavoitteena on selvittää, onko neurofeedback täysin implantoidun syväaivostimulaatiolaitteen kautta mahdollista ja voiko se johtaa patologisten värähtelyjen parempaan hallintaan sekä oireiden lievitykseen. Koska tutkijat ovat osoittaneet, että syvän aivojen värähtelyjen endogeeninen hallinta on mahdollista, tutkijat testaavat myös tätä uutta terapeuttista lähestymistapaa muille patologioille kuin PD:lle, joita myös hoidetaan DBS:llä. Implantoituja DBS-elektrodeja käyttävällä neurofeedbackilla on se etu, että se mahdollistaa pidemmät ja monipäiväiset harjoitukset, joilla tutkijat olettavat, että niillä on suurempi vaikutus patologisten syvien aivojen värähtelyjen ja neurologisten oireiden hallintaan, koska tällainen täysin istutettu neurofeedback-järjestelmä ei enää vaadi DBS-johtojen ulkoistaminen, eikä se sellaisenaan rajoitu enää kahteen ensimmäiseen päivään elektrodin istutuksen jälkeen. Kaiken kaikkiaan tutkijat eivät ylitä 7 tunnin kokonaissuoratoistoaikaa potilasta kohden (7 pv paristoaikaa), mikä tutkijoiden mielestä on perusteltua > 5 vuoden akun keston suhteen. Tämä ehdotettu tutkimus on erittäin merkittävä, koska se auttaa ymmärtämään erilaisia ​​neurologisia sairauksia, jotka ovat yhteiskunnassa erittäin yleisiä (PD on esimerkiksi toiseksi yleisin neurodegeneratiivinen sairaus Alzheimerin taudin jälkeen) ja saattaa huipentua uusiin, endogeenisiin hoitostrategioihin. Potilaiden kokonaisriski on minimaalinen tai olematon, koska stimulaatioparametrit eivät vaikuta ja aiotut muutokset aivotoiminnassa ovat itsestään aiheutettuja, kun DBS-stimulaatio on pois päältä.