Beyin Stimülasyonu Parkinson Hastalarında Bilişe Yardımcı Olabilir
Yeni araştırmalar, derin bir beyin bölgesinin düşük frekanslı stimülasyonunun Parkinson hastalığı (PD) olan hastalarda bilişsel işlevi iyileştirebileceğini öne sürüyor. Doğruysa, bulgular diğer bilişsel hastalıkları tedavi etmek için beyin stimülasyonu potansiyeli için zemin hazırlıyor.
Iowa Üniversitesi'ndeki nörologlar ve beyin cerrahları tarafından yapılan yeni çalışma, insan beyninde, beynin düşünme bölgesi ile hareketi kontrol etme ile ilişkili bölgeler arasındaki bir bağlantının ilk doğrudan kanıtını sağlıyor.
Araştırmacılar, beynin frontal korteksi ile subtalamik çekirdek (STN) adı verilen daha derin bir yapı arasındaki potansiyel bağlantıları bulmak için nadir, intraoperatif beyin kayıtları kullandılar.
Dergide çevrimiçi olarak bulunan çalışma Beyin, STN'nin düşük frekanslarda uyarılmasının, PD hastalarının genellikle PD ile bozulan basit bir bilişsel görevdeki performansını artırdığını göstermektedir.
UI nöroloji profesörü ve kıdemli çalışmanın yazarı Nandakumar Narayanan, M.D., Ph.D., "İnsan beyninde yeni bir bağlantı tespit etmeniz çok sık olmuyor" dedi.
"Prefrontal korteksten STN'ye kadar olan bu hiperdirekt yolun varlığı yaklaşık on yıldır tartışılıyor, ancak bu, insanlarda var olduğunu ve işlev gördüğünü ilk kez deneysel olarak gösterdik.
"Ayrıca STN'yi uyarırsak frontal kortikal aktiviteyi değiştirdiğimizi ve bunun bu yoldan olduğunu düşündüğümüzü de gösterebildik" dedi. "Ve STN'yi uyarır ve kortikal aktiviteyi değiştirirsek, aslında davranışı yararlı bir şekilde değiştirebilir ve hastaların bilişsel performansını iyileştirebiliriz."
Parkinson hastalığı, Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık bir milyon insanı etkileyen ilerleyici bir nörodejeneratif durumdur. STN'nin yüksek frekanslarda derin beyin stimülasyonu, PD'li bazı hastalarda hareket problemlerini tedavi etmek için zaten onaylanmıştır.
PD, hareket sorunlarına neden olmanın yanı sıra, düşünmeyi veya bilişi de etkiler. Yeni bulgular, farklı (düşük) bir frekansta STN derin beyin stimülasyonunun Parkinson hastalığında ve hatta muhtemelen diğer nörolojik ve psikiyatrik hastalıklarda bilişsel semptomları iyileştirme olasılığını artırıyor.
Araştırmada ekip, PD'li hastalara derin beyin stimülasyon (DBS) elektrotları yerleştirmek için ameliyatlar sırasında beyin aktivitesini "dinleyerek" STN-korteks bağlantısını haritalamayı başardı.
UI beyin cerrahı Jeremy Greenlee, her yıl 30'dan fazla bu tür ameliyatlar gerçekleştiriyor ve uzmanlığı haritalama deneyi için hayati öneme sahipti. Greenlee, hastaların beyinlerine yerleştirilen özel kayıt elektrotlarını kullanarak, DBS cihazını doğru bir şekilde yerleştirmek için beyin aktivitesini dinliyor.
Bu elektrotlar ayrıca, prosedür sırasında uyanık olan hastalarda herhangi bir risk eklemeden deneysel amaçlarla beyin aktivitesinin doğrudan kaydedilmesine izin verir. Bu tür intraoperatif kayıtlar çok yaygın değildir, ancak Greenlee ve UI meslektaşlarının teknikte uzun bir uzmanlık geçmişi vardır.
Ameliyat sırasında hastalar, bağlı olan diğer bölümlerden elektriksel aktiviteyi kaydederken beynin bir bölümünü uyarmanın bir yolu olarak basit bir bilişsel görev yaptılar. Görev sırasında sinirsel aktiviteyi dinlemek, ekibin bağlantıyı haritalandırmasına izin verdi.
Greenlee, "İşlevsel bağlantıyı göstermek için bir yanıt uyandırmayı başardık" diye açıklıyor. "Çok hızlı yanıt, tek bir doğrudan sinaptik bağlantıya işaret ediyor - hiperdirect'in anlamı bu."
Hiperdirekt bağlantının varlığını belirleyen araştırmacılar, daha sonra düşük frekanslı STN stimülasyonunun bilişsel yetenekler üzerindeki etkisini araştırdılar. Narayanan'ın ekibi, PD hastalarında ve PD'nin hayvan modellerinde bilişsel bozukluğu incelemek için çok basit bir düşünme görevi kullanıyor - kısa bir zaman aralığının geçişini doğru bir şekilde tahmin ediyor.
Uyarmanın bilişsel performansı geliştirdiğini keşfettiler.
Ameliyat sonrası takip ziyaretleri sırasında, araştırmacılar hastalara aralık zamanlama görevini DBS stimülatörü üç ayardan birine ayarlayarak yaptırdı: yüksek frekans (hareketi kontrol etmek için normal), stimülasyon yok veya 4 Hz'lik düşük frekans ayarı. Yalnızca 4 Hz stimülasyon, hastaların zamanlama testindeki performansını iyileştirdi.
Araştırmacılar, frekansların ağlar arasındaki iletişim kanalları gibi olduğunu düşünüyor. İki ağ aynı frekansta birlikte çalışıyorsa, bu ağların etkileşimde bulunmasının ve bilgilerin iletilmesinin benzersiz bir yolu olabilir.
Kaynak: Iowa Üniversitesi / EurekAlert
