Adaptívny mozgový stimulátor môže pacientom s Parkinsonom vrátiť plynulejšiu chôdzu

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Nový mozgový stimulátor v reálnom čase sleduje chôdzu a upravuje elektrické impulzy podľa aktuálnej fázy kroku.

• Klinické testovanie ukázalo zlepšenie symetrie krokov a zníženie počtu pádov počas každodenných domácich aktivít.

• Optimálne miesta na snímanie riadiacich signálov sa medzi pacientmi líšia, preto je potrebné detailné klinické nastavenie.

Parkinsonovou chorobou, ktorá postupne narúša motorické schopnosti, trpí na svete viac ako desať miliónov ľudí. Tradičná hlboká stimulácia mozgu dokáže potláčať prejavy ako tras rúk, svalová stuhnutosť alebo telesná spomalenosť. Pri problémoch s rovnováhou a stabilitou chôdze má však metóda s pevným vzorcom len obmedzený prínos. Chôdza je dynamický proces, ktorý vyžaduje okamžitú koordináciu medzi oboma polovicami tela a mozgom.

Tím výskumníkov z Kalifornskej univerzity v San Franciscu pod vedením neurochirurgičky Doris Wangovej publikoval v časopise Nature Medicine výsledky štúdie s novou liečebnou metódou. Ide o adaptívnu hlbokú stimuláciu mozgu, ktorá funguje na spätnoväzbovom princípe podobnom bežnému kardiostimulátoru pri kontrole srdcového rytmu.

Experimentálny systém nepretržite zaznamenáva neurónové signály zo senzorov, ktoré zodpovedajú jednotlivým fázam kroku, napríklad švihu ľavej alebo pravej nohy. Na základe týchto biologických údajov dokáže implantovaný prístroj v zlomkoch sekundy upravovať frekvenciu a intenzitu elektrických impulzov smerujúcich do nervovej sústavy.

Prvá štúdia zahŕňala piatich dobrovoľníkov s diagnostikovaným ochorením, u ktorých sa analyzovala odozva na počítačom riadenú liečbu. Klinické dáta ukázali, že adaptívny systém už v laboratóriu zlepšil symetriu chôdze a znížil jej nežiaducu rytmickú variabilitu.

Pacienti počas následného zaslepeného domáceho testovania hlásili menej pádov, pričom si zachovali kontrolu nad ostatnými symptómami choroby. Prínos zariadenia pre každodenný život bol taký výrazný, že všetci účastníci štúdie si zvolili pokračovanie v jeho používaní aj viac ako rok po skončení pokusu.

Podrobná analýza výsledkov ukázala, že biologické markery a optimálne miesta na snímanie signálov sa medzi pacientmi výrazne líšia. U niektorých prichádzajú najčitateľnejšie signály na riadenie chôdze z mozgovej kôry, u iných zo štruktúr hlbokých bazálnych ganglií.

Lekári preto musia tieto neurónové vzorce identifikovať pomocou podrobných prístrojových vyšetrení v špecializovanom klinickom prostredí. Testovaná zostava navyše využívala zložité výskumné elektródy, ktoré zatiaľ nie sú bežnou súčasťou komerčne dostupných stimulátorov.

Pred rutinným zavedením tejto technológie do zdravotníctva musia inžinieri zjednodušiť hardvér a odstrániť potrebu vkladať pacientovi do hlavy dodatočné snímače. Ďalším krokom budú rozsiahlejšie multicentrické štúdie, ktoré overia výkonnosť algoritmov u rôznych demografických skupín a v rôznych štádiách ochorenia.

Klinickí výskumníci plánujú systémy naprogramovať tak, aby dokázali dlhodobo nachádzať individuálne neurónové podpisy pacienta automaticky a bez ďalšieho zásahu personálu. Koncept adaptívnej spätnej väzby má potenciál aj pri liečbe ďalších mozgových ochorení vrátane epilepsie, ťažkých depresií, chronickej bolesti a obsesívno-kompulzívnej poruchy.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Presná úprava elektrických impulzov podľa aktuálnej mozgovej aktivity umožňuje dávkovanejšiu liečbu symptómov a môže zlepšiť dennú mobilitu aj fyzickú bezpečnosť pacienta.

Zdroj: newatlas.com foto: ChatGPT