Ученые обнаружили скрытый ритм мозга, способный улучшить лечение болезни Паркинсона

Фото из открытых источников

Глубокая стимуляция мозга (Deep Brain Stimulation - DBS) может уменьшить проблемы с движением, вызванные болезнью Паркинсона, и новые исследования дают более чёткое представление о том, почему лечение эффективно. Учёные обнаружили, что его польза, по-видимому, зависит от стимуляции определённой мозговой сети, которая общается преимущественно через относительно быстрый бета-ритм (от 20 до 35 Гц).

Результаты получены от междисциплинарной группы нейроучёных и клиницистов из университетских больниц Кёльна и Дюссельдорфа, Гарвардской медицинской школы и Шарите Берлина. Опубликованное в журнале Brain, исследование «Сеть глубокой стимуляции мозга при болезни Паркинсона работает в высоком бета-диапазоне» является первым, объединяющим два подхода, которые в основном изучались отдельно: электрофизиологию и визуализацию мозга.

Определение того, где и как работает стимуляция мозга

«Впервые нам удалось одновременно охарактеризовать сеть ответа DBS при болезни Паркинсона с точки зрения пространства и времени», — говорит профессор доктор Андреас Хорн из Кёльнского университета, который возглавлял исследование и специализируется на вычислительной неврологии. «Мы показываем, что болезнь Паркинсона лучше всего лечиться, если стимулировать очень чётко определённую сеть. Эта сеть работает синхронно в определённом диапазоне частот и объясняет, насколько хорошо пациенты реагируют на глубокую стимуляцию мозга.»

Глубокая стимуляция мозга субталамического ядра уже является проверенной методом лечения для облегчения моторных симптомов у людей с болезнью Паркинсона. Лечение использует имплантированные электроды для доставки небольших электрических импульсов в глубинные участки мозга.

Предыдущие исследования показали лишь часть картины. Исследования мозговой визуализации помогли определить места, где стимуляция работает наиболее эффективно, а электрофизиологические исследования измеряли частоты задействованных электрических сигналов. До сих пор исследователи не фиксировали одновременно пространственное расположение и время этих сигналов.

Картирование сети мозга при болезни Паркинсона

Для изучения этой связи команда изучила большую многоцентровую группу, состоящую из пятидесяти пациентов и ста полушарий мозга. Учёные одновременно фиксировали активность мозга через имплантированные электроды DBS и с помощью магнитоэнцефалографии (MEG).

Используя эти записи, они картировали функциональные связи между областями глубоко внутри мозга и областями, расположенными ближе к его поверхности.

Их анализ показал, что важная сеть, соединяющая субталамическое ядро с фронтальными областями мозга, общается в основном на сравнительно высокой частоте (20-35 Гц). Важно, что сила этой связи была связана с тем, насколько у отдельных пациентов улучшались моторные симптомы после имплантации электрода.

Ритм мозга, который может формировать реакцию на лечение

«Эти результаты свидетельствуют о том, что определённый ритм мозга действует как канал связи между субталамическим ядром и корой головного мозга и может опосредовать терапевтические эффекты глубокой стимуляции мозга», — объясняет доктор Бане Баннерс, первый автор исследования, работающий в Университетской больнице Дюссельдорфа. «Стимулируя области, подключённые к идентифицированной сети, мы, вероятно, сможем в будущем более точно корректировать настройки DBS, особенно у пациентов, которые ещё не получили оптимальной пользы от глубокой стимуляции мозга.»

Результаты могут стать основой для более точной адаптации глубокой стимуляции мозга к мозговой сети конкретного пациента, особенно когда существующие настройки DBS не обеспечивают желаемого уровня облегчения симптомов.

Теперь исследователи планируют более непосредственно исследовать, как глубокая стимуляция мозга вызывает изменения внутри мозговых сетей. В настоящее время ведутся исследования, изучающие эти причинные эффекты.