Parkinsonin tauti: Adaptiivinen aivoimplantti voi parantaa hoitoa
Parkinsonin taudille, neurodegeneratiiviselle tilalle, on ominaista oireet, kuten lihasten jäykkyys ja vapina raajoissa, sekä heikentynyt tasapaino, jotka kaikki yleensä pahenevat ajan myötä. Onko innovatiivinen tutkimus löytänyt luotettavamman työkalun, joka auttaa parantamaan näitä oireita?
National Institutes of Health (NIH) raportoi, että noin 50 000 henkilöä Yhdysvalloissa saa Parkinsonin taudin diagnoosin vuosittain.
Tämän sairauden käytettävissä olevat hoidot kohdistuvat sen oireisiin ja pyrkivät parantamaan potilaiden elämänlaatua.
Nämä hoidot sisältävät erityyppisiä lääkkeitä, jotka voivat keskittyä joko moottorin taudin ei-motorisiin vaikutuksiin, sekä syvää aivojen stimulaatiota, jota voidaan tarjota vaihtoehtoisena hoitona ihmisille, jotka eivät reagoi huumeisiin hyvin.
Aivojen syvässä stimulaatiossa elektrodit implantoidaan kirurgisesti aivoihin. Nämä on kytketty laitteeseen, joka on kiinnitetty rintaan. Näiden implanttien kautta sähköiset ärsykkeet siirtyvät aivojen alueille, jotka säätelevät liikettä.
Aivojen syvään stimulaatioon on kuitenkin - ainakin toistaiseksi - liittynyt tiettyjä riskejä ja haittoja. Laite toimii jatkuvasti ja se on ohjelmoitava siten, että sen lähettämät ärsykkeet sovitetaan parhaiten käyttäjän tarpeisiin.
Usein asiantuntijan on ohjelmoitava laitteet uudelleen. Koska ne toimivat paristoilla, näiden implanttien käyttöikä on rajallinen, ja ne on lopulta vaihdettava.
Kalifornian yliopistossa San Franciscossa sijaitseva tiimi, jonka työtä tukee National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), tunnistaa nämä haittapuolet ja pyrkii testaamaan yksilöitävämpiä syviä aivostimulaatioita.
Heidän työnsä tulokset, jotka olivat osa innovatiivisten teknologioiden edistämistä (BRAIN) -aloitetta, on raportoitu Journal of Neural Engineering.
Uuden tyyppinen aivojen stimulaatioimplantti
Tutkijat testasivat erään tyyppistä implanttia, joka reagoi ja sopeutuu aivojen signaaleihin, jotka liittyvät Parkinsonin taudin oireisiin. Sen lisäksi, että se rekisteröi nämä syötteet, se myös mukautuu tarvittavan stimulaation aikaansaamiseksi tarpeen mukaan.
"Tämä on ensimmäinen kerta", kertoo tutkimuksen kirjoittaja tohtori Philip Starr, että "täysin istutettua laitetta on käytetty suljetun silmukan [ei-vakiona], adaptiiviseen syvän aivojen stimulaatioon ihmisen Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla."
Projekti oli lyhytaikainen toteutettavuustutkimus, jossa kaksi Parkinsonin tautia sairastavaa henkilöä suostui saamaan tämän hienosäädetyn, mukautuvan syvän aivojen stimulaation implantin.
Tässä tutkimuksessa implantti ohjelmoitiin tarkkailemaan aivoja dyskinesiaan - tai tahattomiin liikkeisiin - liittyvien signaalien varalta, joita joskus esiintyy aivojen syvän stimulaation sivuvaikutuksena.
Joten kun laite havaitsi dyskinesian merkkejä, se vähensi stimulaatiota aivoihin. Toisaalta, kun dyskinesiaa ei havaittu, stimulaatio lisääntyi. Tämän strategian laskettiin vähentävän tämäntyyppiseen hoitoon liittyviä haittavaikutuksia.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että tämän tyyppinen implantti ei ollut yhtä tehokas vähentämään Parkinsonin oireita kuin perinteinen syvä aivostimulaatio.
Koska tämä laite on mukautuva eikä lähetä ärsykkeitä jatkuvasti, tutkijat huomauttivat, että se säästää noin 40 prosenttia akun energiasta, joka normaalisti kulutettaisiin perinteisen avoimen silmukan aivostimulaation aikana.
Koska nämä testit tehtiin vain lyhyessä ajassa, tutkijoiden ei ollut mahdollista määrittää tarkalleen kuinka innovatiivinen implantti toimi verrattuna perinteisempiin aivojen stimulaatiolaitteisiin, kun kyse on dyskinesian tapauksista.
Uuden implantin sopeutumiskyvyn vuoksi tutkijat toivovat kuitenkin, että suljetun silmukan stimulaatiolaite menisi tässä suhteessa paljon paremmin ja johtaisi mahdollisesti vähemmän haitallisiin vaikutuksiin.
"Tärkeä ensimmäinen askel"
Tohtori Starr selittää myös: "Muut adaptiiviset syvän aivojen stimulaatiomallit tallentavat aivojen toimintaa alueelta, joka on stimulaation läheisyydessä, tyvitangleissa, joka on altis stimulaatiovirran aiheuttamille häiriöille."
"Sen sijaan," jatkaa hän, "laitteemme saa palautetta moottorikorteksilta kaukana stimulaatiolähteestä, mikä antaa luotettavamman signaalin."
Tutkijat ovat innoissaan keinoista, joita tämä toteutettavuustutkimus avaa Parkinsonin hoidon parantamiseksi, ja he suunnittelevat jo suurempia kokeita laitteen pitkän aikavälin tehokkuuden testaamiseksi.
"Tässä pienimuotoisessa toteutettavuustutkimuksessa käytetty uusi lähestymistapa voi olla tärkeä ensimmäinen askel kehitettäessä hienostuneempaa tai yksilöllisempää tapaa lääkäreille vähentää Parkinsonin tautia sairastavien potilaiden päivittäin aiheuttamia ongelmia."
Nick B.Langhals, NINDS-ohjelman johtaja
Voit katsoa Dr.Starrin selityksen innovatiivisista aivostimulaattoreista alla olevasta videosta.
