19:00 
Исследователи Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали новую форму глубокой стимуляции мозга (DBS), которая корректируется в реальном времени по мере ходьбы человека, помогая улучшить походку и уменьшить количество падений у людей с болезнью Паркинсона.
Исследование, опубликованное 15 июня в Nature Medicine, впервые демонстрирует, что имплантированный стимулятор мозга может обнаруживать нервные сигналы, связанные с каждым шагом, и автоматически регулировать стимуляцию в течение долей секунды. второй. Подобно тому, как кардиостимулятор реагирует на ритм сердца, новая система реагирует на ритм ходьбы мозга.
Затруднение ходьбы — один из наиболее инвалидизирующих симптомов болезни Паркинсона и один из самых трудных для лечения. Ходьба — это очень динамичное поведение, требующее точного расчета времени с обеих сторон тела. Мы разработали систему, которая может распознавать эти модели движений и реагировать в режиме реального времени, эффективно позволяя стимуляции работать с пациентом во время его движения».
Дорис Д. Ванг, доктор медицинских наук, доцент кафедры неврологической хирургии Калифорнийского университета в Сан-Франциско и старший автор исследования.
Более 10 миллионов человек во всем мире живут с болезнью Паркинсона. Глубокая стимуляция мозга может значительно улучшить тремор, ригидность и Медлительность, многие пациенты продолжают бороться с нарушением походки, остановкой походки и падениями - симптомами, которые являются одними из основных причин инвалидности и потери независимости.
Команда UCSF считает, что одна из причин, по которой стандартная DBS оказывает ограниченное влияние на ходьбу, заключается в том, что сама походка постоянно меняется. Однако обычный или непрерывный DBS обеспечивает фиксированную схему стимуляции независимо от того, что делает человек.
Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали персонализированную адаптивную систему DBS (aDBS), которая определяет сигналы мозга, связанные с движением левой и правой ног. Эти сигналы затем встраиваются непосредственно в имплантированный нейростимулятор, позволяя устройству автоматически регулировать стимуляцию во время каждой фазы ходьбы без необходимости использования внешнего компьютера.
"Мозг содержит удивительно богатую информацию о движении", — сказал первый автор Кеннет Х. Луи, доктор философии, постдокторант UCSF. ученый: «Мы обнаружили, что можем идентифицировать нейронные сигнатуры, связанные с каждым этапом, и использовать их для управления стимуляцией в режиме реального времени».
От постоянной терапии к ответной терапии
В исследовании приняли участие пять человек с болезнью Паркинсона, перенесших операцию DBS и участвовавших в исследовательской программе UCSF с использованием экспериментальной системы DBS, имплантированной глубоко в мозг участникам. Вместе эти устройства позволили исследователям идентифицировать персонализированные нейронные сигнатуры (сигналы мозга) ходьбы и запрограммировать стимулятор для автоматической корректировки терапии в режиме реального времени.
В ходе лабораторных испытаний система aDBS улучшила показатели симметрии походки и уменьшила вариативность походки, что является маркером более стабильной и эффективной походки.
Затем участники завершили слепое многодневное перекрестное исследование в своей повседневной жизни. адаптивная система была активна, участники испытывали меньше падений, сохраняя при этом общий контроль над симптомами Паркинсона. Серьезных побочных эффектов не наблюдалось, и пациенты хорошо переносили быструю адаптацию к стимуляции.
Хотя необходимы более масштабные исследования, результаты дают ранние доказательства того, что синхронизированная стимуляция поведения может улучшить результаты по сравнению с тем, что возможно при традиционной непрерывной стимуляции.
Новый рубеж для персонализированной нейромодуляции
Работа представляет собой сдвиг в том, как ученые думают о методах стимуляции мозга в большинстве случаев aDBS. Системы, разработанные на сегодняшний день, реагируют на медленно меняющиеся показатели болезненного состояния. Подход UCSF вместо этого реагирует непосредственно на само поведение.
"Это исследование - это нечто большее, чем просто ходьба", - сказал Ван. - "Оно демонстрирует, что стимуляция мозга может адаптироваться к тому, что человек делает в реальном времени. Это открывает двери для будущих методов лечения, которые динамически реагируют на движение, речь, настроение, познание и другие функции мозга».
Исследователи видят будущее, в котором имплантированные устройства постоянно распознают нервную активность и реагируют на нее, обеспечивая персонализированную терапию только тогда и там, где это необходимо.
«Это важный шаг на пути к новому поколению методов лечения мозга», — сказал Ван. «Вместо того, чтобы обеспечивать одну и ту же стимуляцию в течение всего дня, будущие устройства смогут непрерывно слушать мозг». и немедленно реагировать на потребности пациента. Подобно тому, как кардиостимуляторы изменили лечение заболеваний сердца, интеллектуальные нейростимуляторы могут изменить способы лечения заболеваний головного мозга.
