Ten stymulator mózgu reaguje na każdy krok pacjenta. Nowa nadzieja dla chorych na parkinsona

Neurostymulacja polega na tym, że układ elektroniczny, który możemy porównać do rozrusznika serca, wytwarza odpowiednio dobrane impulsy elektryczne. Są przesyłane elektrodami bezpośrednio do mózgu. Głęboka stymulacja mózgu (DBS) łagodzi m.in. objawy choroby Parkinsona: drżenie, sztywność i spowolnienie ruchów.

Trudniej jest jednak przeciwdziałać typowym dla tej choroby zaburzeniom chodu, takim jak zastyganie w bezruchu, utrata rytmu kroków i upadki. Tu z pomocą przychodzi adaptacyjna głęboka stymulacja mózgu (aDBS). Jej wariant opracowany na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco reaguje błyskawicznie na zmiany w mózgu pacjenta i dopasowuje impulsy tak, by chód był stabilny.

Gdy mózg dyktuje tempo, implant uczy się słuchać

Zespół z badaczy zaproponował podejście, które traktuje chodzenie jako dynamiczny proces wymagający precyzyjnego „zsynchronizowania” obu stron ciała. Zamiast utrzymywać stały, niezmienny wzorzec stymulacji przez cały czas, aDBS ma reagować na to, co dzieje się tu i teraz: wykrywać sygnały neuronalne powiązane z ruchem lewej i prawej nogi, a następnie korygować stymulację w ułamkach sekundy. Przypomina to ideę znaną z kardiologii: rozrusznik śledzi rytm pracy serca i dostosowuje działanie do potrzeb organizmu. Tutaj „rytmem” jest wzorzec aktywności mózgu związany z kolejnymi etapami kroku.

W badaniu opublikowanym na łamach czasopisma „Nature Medicine” naukowcy pokazali, że implantowany stymulator może nie tylko stymulować, ale też rozpoznawać indywidualne sygnatury neuronalne towarzyszące chodzeniu. Co ważne, te spersonalizowane „wzorce” zostały osadzone bezpośrednio w neurostymulatorze. Dzięki temu urządzenie może regulować stymulację podczas kolejnych faz chodu bez konieczności korzystania z zewnętrznego komputera.

Mniej upadków przy zachowanej kontroli objawów

W testach wzięło udział pięć osób z chorobą Parkinsona. System aDBS poprawił miary symetrii chodu i zmniejszył zmienność wzorca chodzenia. Te wskaźniki są istotne, bo stabilniejszy, bardziej powtarzalny krok zwykle oznacza efektywniejsze poruszanie się i mniejsze ryzyko utraty równowagi. W życiu codziennym badani doświadczali mniejszej liczby upadków, a jednocześnie utrzymywali ogólną kontrolę objawów choroby. Zespół nie odnotował poważnych zdarzeń niepożądanych, a szybkie zmiany stymulacji były dobrze tolerowane.

Przyszłość terapii neurologicznych może należeć urządzeń, które reagują na bieżące potrzeby organizmu, a nie tylko na uśredniony obraz objawów. Warto pamiętać, że na całym świecie ponad 10 milionów osób żyje z chorobą Parkinsona. Nawet niewielkie poprawienie skuteczności terapii może przekładać się na coś bardzo konkretnego: większe poczucie bezpieczeństwa.

Źródło: Nature Medicine