Нейробиоуправление с использованием имплантированных электродов для глубокой стимуляции мозга

Глубокая стимуляция мозга (DBS) стала золотым стандартом симптоматического лечения болезни Паркинсона (PD), а также изучается при ряде других неврологических расстройств. Имплантация электродов в глубокие области мозга не только позволила применять электрические стимулы, но также предоставила исследователям и клиницистам беспрецедентную возможность исследовать аберрантную активность нейронов прямо в ядре патологических мозговых цепей. Потенциалы локального поля (LFP) уже были легко исследованы с помощью внешних проводов электродов DBS перед интернализацией и подключением к имплантируемому нейростимулятору. Было доказано, что в случае БП моторные симптомы коррелируют с преувеличенной бета-колебательной активностью (13–35 Гц) в LFP, регистрируемой в субталамическом ядре (STN). Во-первых, бета-активность, зарегистрированная в STN в состоянии покоя у пациентов, прекративших прием лекарств, была коррелирована с Единой шкалой оценки болезни Паркинсона (UPDRS) у пациентов. Во-вторых, снижение мощности сигнала в бета-диапазоне коррелировало с клиническим улучшением моторных симптомов. В-третьих, две основные терапевтические стратегии, введение L-Dopa и высокочастотный DBS, приводят к подавлению бета-синхронности в STN. Кроме того, бета-колебания показывают быструю и зависящую от движения модуляцию с течением времени и могут служить биомаркером и сигналом обратной связи для контроля доставки DBS. Исследователи недавно внедрили глубокую электрическую нейробиоуправление в мозг, чтобы обеспечить визуальную нейробиоуправление в реальном времени патологических колебаний STN через внешние электроды DBS, и показали, что пациенты с БП могут произвольно контролировать и снижать субталамическую активность в течение одного 1-часового сеанса. Более того, стратегии нейробиоуправления ускоряли движения и могли сохраняться в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Только недавно был клинически одобрен недавно разработанный нейростимулятор Percept™ PC (Неврологическое отделение Медтроник, Миннеаполис, Миннесота, США), который может не только подавать электрические импульсы, но также позволяет измерять и передавать активность мозга. Этот нейростимулятор в настоящее время является первым выбором для имплантации в Университетской клинике Цюриха и используется при различных неврологических расстройствах. Цель исследователей — выяснить, возможна ли нейробиоуправление через полностью имплантированное устройство глубокой стимуляции мозга и может ли оно привести к лучшему контролю патологических колебаний, а также к смягчению симптомов. Показав, что эндогенный контроль над глубокими колебаниями мозга возможен, исследователи также протестируют этот новый терапевтический подход для патологий, отличных от БП, которые также лечат с помощью DBS. Нейрообратная связь с использованием имплантированных электродов DBS будет иметь то преимущество, что позволит проводить более длительные и многодневные тренировочные занятия, которые, как предполагают исследователи, окажут большее влияние на контроль над патологическими глубокими колебаниями мозга и неврологическими симптомами, поскольку такая полностью имплантированная система нейробиоуправления больше не требует экстернализация проводов DBS и как таковая больше не ограничивается первыми двумя днями после имплантации электродов. В целом, исследователи не будут превышать общее время потоковой передачи в 7 часов на одного пациента (7 дней работы от батареи), что исследователи считают оправданным с учетом срока службы батареи > 5 лет. Это предлагаемое исследование имеет большое значение, поскольку оно поможет нам понять различные неврологические заболевания, которые широко распространены в обществе (например, болезнь Паркинсона является вторым наиболее распространенным нейродегенеративным расстройством после болезни Альцгеймера) и может привести к новым эндогенным стратегиям лечения. Общий риск для пациентов минимален или отсутствует, так как параметры стимуляции не изменяются, а предполагаемые изменения активности мозга являются самоиндуцированными, когда стимуляция DBS отключена.