Głęboka stymulacja mózgu w pętli zamkniętej w przypadku opornego przewlekłego bólu

Zróżnicowany zestaw zespołów bólu przewlekłego jest oporny na prawie wszystkie rodzaje leczenia, ale wiąże się z aktywnością patologiczną w podobnych obszarach mózgu. Sugeruje to terapeutyczny potencjał głębokiej stymulacji mózgu (DBS) w przypadku zaburzeń bólowych opornych na leczenie, ale pomimo wczesnych obietnic, brakuje długoterminowej skuteczności. Obecne urządzenia DBS mają ograniczony zasięg anatomiczny i są ukierunkowane tylko na podzbiór odrębnych obszarów mózgu, o których wiadomo, że są ważne. Co więcej, terapia DBS jest bezpośrednio stosowana w „otwartej pętli”, w sposób ciągły, bez względu na podstawową fizjologię. W wyniku tych niedociągnięć DBS na ból jest często nieskuteczny lub wykazuje zmniejszoną skuteczność w czasie. Utrata efektu terapeutycznego może być spowodowana adaptacją układu nerwowego lub brakiem dostosowania stymulacji do specyficznej dla pacjenta dynamiki przetwarzania bólu. DBS można znacznie poprawić, poszukując indywidualnie zoptymalizowanych celów mózgowych lub wykorzystując neuronalne biomarkery bólu do selektywnej kontroli stymulacji, gdy jest ona potrzebna („pętla zamknięta” DBS). Lepsze cele dla mózgu dotyczyłyby również różnych wymiarów bólu, takich jak somatosensoryczny (lokalizacja, intensywność i czas trwania), afektywny (nastrój i motywacja) oraz poznawczy (uwaga i pamięć). Głównym celem tego badania jest przetestowanie wykonalności spersonalizowanego celowania w obszary mózgu, które obsługują wiele wymiarów bólu, oraz opracowanie nowej technologii DBS w „zamkniętej pętli” bólu. Zespół badawczy opracuje oparte na danych algorytmy kontroli stymulacji w celu leczenia przewlekłego bólu za pomocą nowatorskiego urządzenia (Medtronic Summit RC+S), które umożliwia podłużną rejestrację sygnału wewnątrzczaszkowego w warunkach ambulatoryjnych. Dzięki wbudowaniu tej technologii w wszczepione urządzenie, przewlekły ból DBS jest dostosowany do każdego pacjenta i ogólnie przyczyni się do rozwoju precyzyjnych metod DBS.

Począwszy od okresu próbnego w szpitalu, osoby z różnymi opornymi na leczenie przewlekłymi zespołami bólowymi zostaną poddane obustronnemu chirurgicznemu wszczepieniu tymczasowych elektrod we wzgórzu, przednim zakręcie obręczy, korze przedczołowej, wyspie i ciele migdałowatym. Regiony te są zaangażowane w wiele wymiarów bólu. Celem okresu próbnego jest identyfikacja potencjalnych biomarkerów bólu i optymalnych parametrów stymulacji dla każdej osoby oraz wybranie osób, które wykazują prawdopodobieństwo odniesienia korzyści z badania. Podgrupa 6 takich pacjentów przejdzie następnie do przewlekłej implantacji do 3 „optymalnych” obszarów mózgu do długoterminowego rejestrowania i stymulacji. Badacze najpierw zweryfikują biomarkery stanów niskiego i silnego bólu, aby zdefiniować sygnały nerwowe do przewidywania bólu u poszczególnych osób (Cel 1). Następnie badacze wykorzystają te biomarkery bólu do opracowania spersonalizowanych algorytmów w zamkniętej pętli dla DBS i przetestują wykonalność wykonania DBS w zamkniętej pętli w przypadku bólu przewlekłego w cotygodniowych blokach (Cel 2). Na koniec badacze ocenią skuteczność algorytmów DBS w pętli zamkniętej w porównaniu z tradycyjnym DBS w pętli otwartej lub pozorowanym w podwójnie ślepej próbie krzyżowej (Cel 3) i zmierzą mechanizmy tolerancji DBS. Naszymi głównymi miernikami wyników będzie połączenie bólu, nastroju i wyników funkcjonalnych wraz z ilościowymi testami sensorycznymi. Pomyślne zakończenie tego badania zaowocowałoby opracowaniem pierwszych algorytmów do przewidywania w czasie rzeczywistym fluktuacji stanów przewlekłego bólu i opracowaniem nowej terapii chorób obecnie nieuleczalnych.