Использование транскраниальной магнитной стимуляции при послеоперационных когнитивных дисфункциях у пожилых людей

Послеоперационная когнитивная дисфункция (ПОКД) является широко распространенным заболеванием, имеющим значительные клинические, социальные и финансовые последствия для пациентов и их сообществ. Послеоперационные (ПО) когнитивные нарушения обычно делят на кратковременные и долговременные нарушения. Делирий, кратковременное расстройство, определяется в соответствии с «Руководством по диагностике и статистике психических расстройств V» (DSM-V) как нарушение внимания, осознанности и когнитивных функций, колеблющееся в течение дня и зависящее от эндогенных и экзогенных факторов. Заболеваемость составляет 37-46%, в зависимости от типа выполненной хирургической процедуры, с сообщениями о 51%. Напротив, термин ПОКД использовался для обозначения любых новых признаков когнитивных нарушений, которые превышают ожидаемое время восстановления после острых последствий хирургического вмешательства и анестезии и считаются долгосрочными. Среди госпитализированных пациентов с ПО в возрасте 60 лет и старше наблюдалась частота до 40%. Учитывая старение населения, связанное с растущим спросом на хирургическое вмешательство, необходимо выявить факторы, повышающие риск ПОКД, поскольку возраст является самым большим фактором риска. Легкие когнитивные нарушения (MCI) являются одним из основных факторов риска и определяются как снижение когнитивных функций по сравнению с предыдущим уровнем производительности в одной или нескольких когнитивных областях (комплексное внимание, исполнительные функции, обучение и память, речь, перцептивно-моторная или социальная активность). познание), основанное на беспокойстве человека, лица, осуществляющего уход, или врача. Однако эти изменения не мешают способности быть независимыми в повседневной деятельности. Коэффициент конверсии MCI в деменцию составляет от 10 до 15% в год, независимо от любого возможного влияния анестезии и хирургического вмешательства. Однако есть доказательства того, что анестезия и хирургическое вмешательство могут усугубить патологические механизмы болезни Альцгеймера, что потенциально может увеличить показатель конверсии. Существующие ранее заболевания головного мозга, сердца или сосудов, низкий уровень образования и употребление алкоголя также являются частыми факторами риска. Ятрогенные факторы, по-видимому, также способствуют развитию ПОКД. В некоторых статьях предполагается, что ПОКД у пожилых людей обусловлено применением бензодиазепинов (БЗД) и антихолинергических средств (АК), в то время как другие предполагают, что ПОКД не зависит от типа используемой операции или анестезии и может быть результатом ранее существовавшей хрупкости мозга. Хотя преходящие колебания когнитивных функций в послеоперационном периоде часто не вызывают беспокойства, важно отметить, что ПОКД предсказывает начало будущей деменции и может способствовать хронической нейродегенерации, особенно при повторных хирургических процедурах. Когнитивные изменения ПОКД могут явно привести к потеря самостоятельности пожилых людей, продлевает пребывание в больнице, приводит к высоким медицинским расходам и увеличивает смертность, что делает это серьезной медицинской и социальной проблемой, которую нельзя игнорировать. Современные теории основных механизмов ПОКД подчеркивают роль воспаления и активации иммунитета. Сама операция индуцирует воспалительные процессы, локальную и системную экспрессию провоспалительных цитокинов и сигнальных молекул. Повреждение тканей после операции вызывает высвобождение IL-1 и TNF- из эндотелиальных клеток и фагоцитов, повышенные уровни которых индуцируют выработку IL-6, увеличивая степень травмы тканей и запуская каскад событий. Сформированный воспалительный каскад и выброс цитокинов достигают ЦНС и имеют прямую связь с гиппокампом. Эта область мозга содержит наибольшее количество рецепторов цитокинов, имеет самую высокую плотность рецепторов IL-1, и хотя физиологические уровни этого цитокина необходимы для оптимальной памяти и процессов обучения в гиппокампе, чрезмерные уровни были связаны со снижением когнитивных функций у людей. модели животных. Гиппокамп кажется особенно уязвимым для вредного воздействия системно повышенных медиаторов воспаления из-за высокой плотности TNF-рецепторов и множества других рецепторов на поверхности эндотелиальных клеток в этой области мозга. Механизм, лежащий в основе нарушения обучения и памяти в результате чрезмерного уровня IL-1 и других медиаторов воспаления в гиппокампе, включает вредное воздействие на долговременную потенциацию (LTP) и нейрогенез в этой области мозга, как продемонстрировано на нескольких моделях животных. Когнитивный резерв является защитным фактором развития когнитивных изменений ПО, и его повышенный уровень надежно защищает от заболеваемости деменцией; включая более высокий уровень образования, большую сложность профессии, преморбидный IQ и предпочтение умственно стимулирующих видов досуга. Исследования на когнитивно здоровых людях также показали, что физические упражнения улучшают общие когнитивные функции и связаны с увеличением объема серого вещества, а когнитивные упражнения связаны с уменьшением потери памяти. В исследованиях и клинической практике широко используются методы неинвазивной стимуляции мозга (НИСБ), включающие модуляцию возбудимости и активности мозга, которые могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от используемых параметров, например, транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). Многочисленные экспериментальные модели in vitro и in vivo доказывают, что повторяющаяся ТМС (рТМС) может усиливать долговременную потенциацию (ДП). ДП — это стойкое увеличение передачи сигнала между двумя нейронами в результате синхронной стимуляции. Это одно из нескольких явлений, способствующих синаптической пластичности. Считается, что память кодируется путем изменения силы синапсов, поэтому LTP широко считается одним из основных клеточных механизмов, лежащих в основе обучения и памяти. Эти улучшения в нейронной пластичности наблюдаются наряду с улучшением когнитивных показателей, зависящих от гиппокампа. Фундаментальной основой работы мозга являются его колебания в различных диапазонах частот. Несколько исследований предоставили доказательства, подтверждающие идею о том, что модуляция определенных частотных колебаний может изменить когнитивные способности у здоровых людей. Кроме того, рТМС использовалась для улучшения когнитивных функций посредством того же механизма. В частности, некоторые исследования показывают, что фокальная рТМС может способствовать изменению и синхронизации колебаний мозга человека и выявлять изменения в познании. По словам Хоя и его коллег, нейронная синхронность означает скоординированную активацию связанных областей мозга, что считается необходимым для интеграции нейронных сетей и когнитивных функций. Другими словами, рТМС может быть эффективным подходом к колебательным изменениям, потенциально улучшающим определенные когнитивные функции, такие как внимание и восприятие. Недавно были разработаны новые формы рТМС, в том числе тета-стимуляция (TBS), новая ускоренная форма стимуляции, которая более точно имитирует естественные схемы возбуждения мозга и может оказывать большее влияние на когнитивные функции. Сеансы TBS обычно длятся всего 3-10 минут по сравнению с обычными сеансами rTMS. Более быстрое ежедневное лечение с помощью TBS может позволить увеличить эффективность лечения и снизить затраты на сеанс. Было обнаружено улучшение когнитивных функций при использовании прерывистого тета-всплеска (iTBS) по сравнению с теми, при использовании традиционной рТМС, что может быть связано с эндогенными колебаниями. Важно отметить, что тета- и гамма-диапазоны связаны с процессами рабочей памяти. Колебания играют решающую роль в интеграции различных областей мозга, необходимых для рабочей памяти, при этом синхронная активность между префронтальными и заднетеменными областями связана с успешным кодированием рабочей памяти. Текущие результаты являются многообещающими, показывая более существенный эффект iTBS по сравнению с лучшим исследованным на данный момент традиционным протоколом rTMS. Эти результаты показывают, что iTBS может быть более подходящим и ускоренным протоколом для улучшения когнитивных функций у пациентов с диагнозом когнитивного дефицита, связанного с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера и сосудистые когнитивные нарушения. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования на пациентах с когнитивным дефицитом для изучения влияния iTBS на когнитивные функции в реальных условиях и у разных пациентов. Поэтому цель этого проекта — изучить новые подходы к послеоперационной когнитивной дисфункции, уделив особое внимание ее профилактике с помощью методов магнитной стимуляции мозга. До сих пор ни одно до- и послеоперационное вмешательство не показало надежных результатов в предотвращении этого клинического состояния.