Stimulácia hlbokého mozgu - biológia
The Hlboká stimulácia mozgu (angl. DBS Hlboká stimulácia mozgu) je neurochirurgický zákrok v mozgu, pomocou ktorého sa majú opraviť chyby spojené s chorobami. Tento pojem je populárny, ale zavádzajúci Mozgový kardiostimulátor.
Pri chronickej stimulácii mozgu sa pacientovi zvyčajne implantujú jedna alebo dve tenké elektródy, ktoré sú pomocou podkožných káblov spojené s generátorom impulzov v hrudníku alebo hornej časti brucha. Tento generátor impulzov nepretržite vysiela elektrické impulzy do cieľovej oblasti v mozgu, ktorú je možné v závislosti od aktuálnej frekvencie deaktivovať alebo stimulovať.
Doteraz bolo okolo 75 000 pacientov na celom svete chirurgicky ošetrených mozgovým kardiostimulátorom. Prospektívne kontrolované a randomizované štúdie v posledných rokoch preukázali nepretržitú účinnosť liečebnej metódy v individuálnom priebehu ochorenia: Zlepšujú sa nielen príznaky ako tras, triaška, rigidita a nedostatok pohybu (bradykinéza), ale preukázateľne aj celostným spôsobom kvalita života.
V posledných rokoch však boli v mnohých odborných publikáciách zaznamenané možné psychologické vedľajšie účinky, ktorých spektrum zahrňovalo hlavne malé kognitívne poruchy, depresie a (hypo-) mánie. Zdokumentované boli aj zmeny osobnosti. [1]
Medzi zavedené oblasti použitia patrí Parkinsonova choroba, esenciálny tremor a dystónia. V klinických štúdiách sú aplikácie v oblasti epilepsie, depresie, obsedantno-kompulzívnej poruchy, klastrovej bolesti hlavy a Tourettovho syndrómu.
oblasti použitia
Poruchy pohybu
Metóda sa v súčasnosti používa predovšetkým na liečbu rôznych pohybových porúch, ako sú príznaky Parkinsonovej choroby, esenciálny tremor, tremor pri roztrúsenej skleróze a dystónia.
Hlboká stimulácia mozgu a jej oblasti použitia sú predmetom súčasného výskumu:
- Parkinsonova choroba: najbežnejšia oblasť použitia pre hĺbkovú stimuláciu mozgu. Vedci z Forschungszentrum Jülich a kolínska univerzita pracujú na vývoji mozgového kardiostimulátora, ktorý nielenže potlačí Parkinsonove príznaky, ale aj ich napraví a umožní mozgu opäť normálne fungovať. Za túto myšlienku dostali v roku 2005 cenu Erwina Schrödingera.
depresia
- Aplikácia hlbokej mozgovej stimulácie pri depresii je v experimentálnom štádiu [3] [4]. Pozitívne výsledky sa mohli preukázať u veľmi malých skupín pacientov rezistentných na terapiu so stimuláciou subgénnej oblasti cg25 [5] a nucleus accumbens [6] [7].
Ďalšie oblasti použitia
- V experimentálnej fáze je tiež použitie hĺbkovej stimulácie mozgu pri liečbe epilepsie, syndrómu závislosti, obsedantno-kompulzívnej poruchy alebo klastrovej bolesti hlavy. [8] [9] [10]
funkčnosť
Ako podrobne funguje hlboká mozgová stimulácia, zatiaľ nie je objasnené. [11] Spôsob pôsobenia je však predmetom intenzívneho výskumu a v súčasnosti sa diskutuje o štyroch všeobecných teóriách [12]:
- Funkčný blok axónov prostredníctvom depolarizácie
- Synaptická inhibícia
- Vyčerpanie neurotransmiterov v dôsledku pokračujúcej excitácie neurónov
- Stimuláciou indukovaná zmena patologickej aktivity neurónovej siete mozgu
Ako ovládací prvok sa používa malý impulzný generátor napájaný z batérií a čipov, ktorý sa používa pod kožu svalov hrudníka alebo na hornú časť brucha. Elektródy sú zavedené cez malé otvory v hornej časti lebky v cieľovej oblasti bazálnych ganglií v ľavej a pravej hemisfére mozgu.
Pri liečbe pacientov s pokročilou Parkinsonovou chorobou je zamerané na subtalamické jadro alebo mediálny globus pallidus, v prípade esenciálneho tremoru ventrálny talamus a pri dystónii globus pallidus. Štúdia o účinnosti pri depresii na univerzitných klinikách v Kolíne nad Rýnom a Bonne skúma stimuláciu nucleus accumbens. [11] [13]
chirurgický zákrok
Na približne 30 klinikách v Nemecku je každý rok implantovaných okolo 400 mozgových kardiostimulátorov. Implantácia je reverzibilná.
Operácia prebieha v dvoch krokoch. V prvom sú v lebke pacienta vyvrtané malé otvory v stereotaktickej operácii, cez ktoré sú elektródy zavedené do mozgu. Pacient je zvyčajne pri plnom vedomí. Iba tak je možné pomocou testovacích stimulácií skontrolovať účinnosť jednotlivých elektród a tým aj ich presnú polohu. Generátor impulzov (mozgový kardiostimulátor) sa implantuje buď počas tohto zákroku, alebo do druhej, kratšej operácie, nasledujúci deň.
Pôvodne sa na každej strane mozgu používali štyri kontakty. Koncom roka 2010 bol vo Fakultnej nemocnici v Kolíne nad Rýnom prvýkrát implantovaný model mozgového kardiostimulátora s ôsmimi kontaktmi na každej strane mozgu. Vyšší počet elektród v mozgu by mal zefektívniť zariadenie a mať menej vedľajších účinkov na iné oblasti mozgu. [14]
Vedľajšie účinky
Po úspešnej operácii však môže nasledovať dočasná alebo dlhotrvajúca dyzartria alebo väčšinou dočasné manické správanie s neadekvátne zvýšenou náladou, abnormálnym zvýšením sily, márnotratným správaním a závažným zhoršením osobnej produktivity. [15] Na druhej strane, niektorí pacienti po hlbokej stimulácii mozgu trpia depresiou, a to aj napriek zlepšeniu ich motorických porúch. [16]
Etická diskusia
Pretože presný spôsob pôsobenia v mozgu nie je známy a je možné ovplyvňovať náladu a správanie (depresia, obsedantno-kompulzívna porucha, mánia), je predmetom etických diskusií aj hlboká mozgová stimulácia [17], [18]. V januári 2006 rokovala Národná etická rada o neuroimplantátoch. Pokiaľ ide o sebaurčenie, považovalo sa za výhodné, že hlboká stimulácia mozgu je reverzibilná a neurostimulátor je možné kedykoľvek vypnúť.