Stimulacija mozga može pomoći u spoznaji kod Parkinsona
Novo istraživanje sugerira da bi stimulacija niske frekvencije dubokog područja mozga mogla poboljšati kognitivne funkcije kod pacijenata s Parkinsonovom bolešću (PD). Ako su istinita, nalazi su postavili pozornicu za potencijal stimulacije mozga za liječenje drugih kognitivnih bolesti.
Novo djelo neurologa i neurokirurga sa Sveučilišta Iowa pruža prve izravne dokaze o povezanosti u ljudskom mozgu između područja razmišljanja mozga i područja povezanih s kontrolom kretanja.
Istraživači su koristili rijetke, intraoperativne snimke mozga kako bi pronašli potencijalne veze između frontalnog korteksa mozga i dublje strukture nazvane subtalamička jezgra (STN).
Studija pronađena na mreži u časopisu Mozak, pokazuje da stimulacija STN na niskim frekvencijama poboljšava izvedbu PD pacijenata na jednostavnom kognitivnom zadatku koji PD obično poremeti.
"Nije često da identificirate novu vezu u ljudskom mozgu", rekao je dr. Sc. Nandakumar Narayanan, docent za neurologiju i viši autor studije.
„Postojanje ovog hiperdirektnog puta od prefrontalnog korteksa do STN-a zaokupljeno je oko desetljeće, ali ovo je prvi put da smo eksperimentalno pokazali da postoji i funkcionira kod ljudi.
"Također smo uspjeli pokazati da ako stimuliramo STN, promijenimo frontalnu kortikalnu aktivnost i mislimo da je tim putem", rekao je. "A ako stimuliramo STN i promijenimo kortikalnu aktivnost, zapravo možemo promijeniti ponašanje na koristan način, poboljšavajući kognitivne performanse pacijenta."
Parkinsonova bolest je progresivno neurodegenerativno stanje koje pogađa oko milijun ljudi u Sjedinjenim Državama. Dubinska stimulacija STN-a na visokim frekvencijama već je odobrena za liječenje problema kretanja kod nekih pacijenata s PD.
Međutim, osim što uzrokuje probleme s kretanjem, PD utječe i na razmišljanje ili spoznaju. Nova otkrića podižu mogućnost da duboka stimulacija mozga sa STN na različitoj (niskoj) učestalosti također može poboljšati kognitivne simptome kod PD, a možda čak i kod drugih neuroloških i psihijatrijskih bolesti.
U istraživanju je tim uspio mapirati vezu STN-korteks "preslušavanjem" moždane aktivnosti tijekom operacija radi ugradnje elektroda za duboku stimulaciju mozga (DBS) u pacijenata s PD.
UI neurokirurg Jeremy Greenlee, MD, provodi više od 30 takvih operacija svake godine, a njegova je stručnost bila presudna za eksperiment mapiranja. Koristeći specijalizirane elektrode za snimanje smještene unutar mozga pacijenta, Greenlee osluškuje moždane aktivnosti kako bi precizno smjestio DBS uređaj.
Te elektrode također omogućuju izravno bilježenje moždane aktivnosti u eksperimentalne svrhe kod pacijenata koji su budni tijekom postupka bez dodatnog rizika. Ovakve vrste intraoperativnih snimanja nisu često, ali Greenlee i njegovi kolege iz korisničkog sučelja imaju dugu povijest stručnosti u tehnici.
Tijekom operacije pacijenti su izveli jednostavan kognitivni zadatak kao način stimuliranja jednog dijela mozga dok su bilježili električnu aktivnost iz drugih dijelova koji su povezani. Slušanje neuronske aktivnosti tijekom zadatka omogućilo je timu da mapira vezu.
"Uspjeli smo izazvati odgovor da pokažemo funkcionalnu povezanost", objašnjava Greenlee. "Vrlo brzi odgovor sugerira jednu, izravnu sinaptičku vezu - to je ono što hiperdirekt znači."
Utvrdivši postojanje hiperdirektne veze, istraživači su dalje istraživali učinak niskofrekventne STN stimulacije na kognitivne sposobnosti. Narayananov tim koristi vrlo jednostavan zadatak razmišljanja - precizno procjenjujući prolazak kratkog vremenskog intervala - za proučavanje kognitivnih oštećenja kod pacijenata s PD i životinjskih modela PD.
Otkrili su da stimulacija poboljšava kognitivne performanse.
Tijekom naknadnih posjeta nakon kirurškog zahvata, istraživači su pacijente obavili zadaću vremenskog intervala s stimulatorom DBS postavljenim na jednu od tri postavke: visoka frekvencija (normalno za kontrolu pokreta), nema stimulacije ili postavka niske frekvencije od 4 Hz. Samo stimulacija od 4 Hz poboljšala je performanse pacijenata na vremenskom testu.
Istraživači misle da su frekvencije poput komunikacijskih kanala između mreža. Ako dvije mreže rade zajedno na istoj frekvenciji, to bi mogao biti jedinstven način interakcije mreža i prijenosa informacija.
Izvor: Sveučilište Iowa / EurekAlert
