Nowa metoda poprawia precyzję monitorowania aktywności mózgu podczas głębokiej stymulacji mózgu

Nowa metoda poprawia precyzję monitorowania aktywności mózgu podczas głębokiej stymulacji mózgu

Naukowcy z Mayo Clinic znaleźli nowy sposób na dokładniejsze wykrywanie i monitorowanie aktywności komórek mózgowych podczas głębokiej stymulacji mózgu, która jest częstą metodą leczenia zaburzeń ruchowych, takich jak choroba Parkinsona i drżenie. Ta precyzja może pomóc lekarzom w dostosowaniu rozmieszczenia elektrod i stymulacji w czasie rzeczywistym, zapewniając lepszą i bardziej spersonalizowaną opiekę nad pacjentami poddawanymi zabiegowi chirurgicznemu. Badanie publikowane jest w czasopiśmieJournal of Neurofizjologii .

Głęboka stymulacja mózgu (DBS) polega na wszczepieniu do mózgu elektrod, które emitują impulsy elektryczne w celu złagodzenia objawów. Elektrody pozostają w mózgu połączone z baterią wszczepioną w pobliżu kości bawolej i sterowaną za pomocą pilota. Podczas gdy neurolog i neurochirurdzy monitorują fale mózgowe podczas operacji, monitorowanie zwykle ogranicza się do wąskiego zakresu częstotliwości, który zapewnia przybliżony obraz aktywności mózgu.

Jednak badacze z Mayo Clinic wykorzystali bardziej czuły sprzęt badawczy i niestandardowe algorytmy do rejestrowania szerszego zakresu częstotliwości aktywności komórek mózgowych, zapewniając wyższą rozdzielczość i dokładniejsze informacje o tym, kiedy i gdzie komórki mózgowe zostały aktywowane podczas operacji DBS u pacjentów.

Badaliśmy aktywność mózgu w inny sposób, rejestrując rodzaj sygnału mózgowego zwanego „szerokopasmowym”, który odzwierciedla łączną aktywność na wszystkich częstotliwościach i jest powiązany z odpalaniem wszystkich komórek mózgowych w tym regionie. Odkryliśmy, że sygnał aktywności szerokopasmowej zwiększał się wraz z ruchem i był bardziej precyzyjny w lokalizacji niż standardowy sygnał o wąskiej częstotliwości. „

Bryan Klassen, lekarz medycyny, neurolog, starszy autor

Dr Classes i współpracownicy wykryli sygnał szerokopasmowy we wzgórzu ruchowym – obszarze w głębi mózgu kontrolującym ruch. Poprzednie badania wykrywały go jedynie na powierzchni mózgu.

Naukowcy zarejestrowali sygnały szerokopasmowe związane z ruchem ręki u 15 pacjentów, którzy przeszli badanie DBS na jawie. Każdemu z pacjentów polecono otwierać i zamykać dłonie, podczas gdy badacze rejestrowali aktywność komórek mózgowych we wzgórzu.

„To badanie pogłębia naszą wiedzę na temat tego, w jaki sposób wzgórze – obszar mózgu często ukierunkowany na stymulację mózgu – przetwarza ruch. Może również prowadzić do dokładniejszego mapowania mózgu” – mówi współautor badania Matthew Baker, doktorant z zakresu neurochirurgii w Mayo Clinic.

Korzystanie z łączy szerokopasmowych do monitorowania podczas operacji DBS może poprawić leczenie pacjenta i jego wyniki.

„Wyniki te podkreślają niezwykłe postępy, jakie możemy osiągnąć dzięki ścisłej współpracy między oddziałami neurologii i neurochirurgii, i pomogą nam opracować terapię stymulacji mózgu nowej generacji” – mówi neurochirurg Kai Miller, doktor medycyny, starszy autor badania.

Kolejnym krokiem w tych badaniach będzie dalsze zbadanie, w jaki sposób wzorce aktywności mózgu we wzgórzu mogą zostać wykorzystane do ulepszenia terapii neurostymulacyjnej, mówi dr Baker, absolwent Mayo Clinic Graduate School of Biomedical Sciences.

„Będziemy badać, jak ten sygnał reaguje na różne rodzaje ruchów i czy możemy go wykorzystać do sterowania nowymi urządzeniami, które stymulują tylko wtedy, gdy pacjenci tego potrzebują, w przeciwieństwie do ciągłej stymulacji, która jest bardziej podatna na skutki uboczne” – mówi.

Źródła: