غالبا ما يستخدم هذا الإجراء الدماغي لعلاج مرض باركنسون
يبدو الأمر وكأنه شيء من صناع ستار تريك ، لكن الباحثين يرون أن الاحتمالات تظهر مع استخدام التحفيز العميق للدماغ للأشخاص المصابين بمرض الزهايمر الخفيف. وفي عالم تتوفر فيه الأدوية ولكن الفوائد محدودة ، من الضروري الاستمرار في تطوير علاجات بديلة لعلاج الزهايمر ومنع حدوثه.
ما هو تحفيز الدماغ العميق؟
التحفيز العميق للعقل (DBS) هو إجراء يتم فيه وضع أقطاب كهربائية داخل الدماغ وبرمجتها لإعطاء نبضات كهربائية صغيرة لتحفيز نشاط الدماغ.
وقد استخدم DBS لعدة سنوات للأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون مع نجاح كبير في الحد من الهزات وتقلصات العضلات ، وكذلك تحسين الموقف. ويجري البحث أيضا لعلاج الحالات الطبية الأخرى ، مثل الاكتئاب والوسواس القهري .
كيف يتم وضع أقطاب كهربائية في الدماغ؟
الجواب القصير: جراحة الدماغ. لكي تكون DBS ممكنة ، يجب إدخال الأسلاك في الدماغ. باستخدام التخدير الموضعي ، يقوم جراح الأعصاب بتدريبات الثقوب في جمجمة المريض ويوصل أسلاكه بعناية إلى مناطق مختلفة من الدماغ. (التخدير الموضعي ، عندما يكون المريض مستيقظًا ولكن منطقة من الجسم مخدرة ، يمكن استخدامه لأن الدماغ نفسه لا يشعر بأي ألم).
ثم يتم زرع جهاز يشبه جهاز تنظيم ضربات القلب تحت التخدير العام في صدر الشخص حيث يمكن أن يسلم في نهاية المطاف 130 نبضة كهربائية مصغرة في الثانية إلى الأسلاك ، وبالتالي ، الدماغ. عند الغرس في البداية ، يتم إيقاف تشغيل المنبه ؛ بعد بضعة أيام أو أسابيع من الجراحة ، يتم تشغيل المنبه ويبدأ في توصيل النبضات الكهربائية إلى الدماغ.
عندما تستخدم لعلاج مرض الزهايمر ، وعادة ما يتم توصيل هذه الأسلاك إلى fornix في الدماغ. ووفقًا لجونز هوبكنز ميديسين ، فإن "فورنيكس" هو مسار دماغي فعال في جلب المعلومات إلى الحصين ، وهي جزء من المخ حيث يبدأ التعلم وذكريات ، وحيث تظهر الأعراض المبكرة لمرض الزهايمر. "
كيف يعمل تحفيز الدماغ العميق؟
هناك العديد من النظريات حول سبب نجاحها ، لكن لا توجد إجابة قاطعة حتى الآن. في باركنسون ، يعتقد أنه يقاطع ويعطل إطلاق الدماغ المعيب.
في الواقع ، فإن فهم الباحثين لـ DBS محدود للغاية بحيث أن إمكانية استخدامه لمرض ألزهايمر قد تم اكتشافها عن طريق الخطأ عندما تم اختبار DBS على رجل كان يعاني من السمنة المفرطة كوسيلة لمحاولة السيطرة على شهيته. وبينما كانوا يختبرونه بوضع السلك والنبضات الكهربائية ، ذكر ذكريات حية. عندما أطفأوا النبضات ، اختفت الذاكرة ، وعندما عاد المشجع إلى الخلف ، عادت الذاكرة. أدى هذا إلى إدراك أنه ربما هناك طريقة لتحفيز الدماغ والذكريات التي يحملها.
هل هو آمن؟
تبدو DBS آمنة تمامًا. على الرغم من أن التفكير في جراحة الدماغ يبدو محفوفة بالمخاطر ، إلا أن الخبراء يقولون إن هذا الإجراء ليس في الواقع جسيماً كما يبدو.
هناك دائما مخاطر مع جراحة الدماغ. ومع ذلك ، فقد خضع أكثر من 100.000 شخص في جميع أنحاء العالم لمرض باركنسون لمرض الديسيبل (DBS) بأقل مشاكل. وتشمل المخاطر العدوى ، وعطل المعدات ، والسكتة الدماغية ، وفشل البطارية ، وحركة السلك.
بحث عن تحفيز الدماغ العميق ومرض الزهايمر
المرحلة الأولى للبحوث
في عام 2010 ، نشرت مجلة Annals of Neurology بحثًا يحدد المرحلة الأولى من التجارب السريرية التي أجريت في كندا مع ستة أشخاص تم تشخيص إصابتهم بمرض الزهايمر المبكر. كان لدى كل منهم محفز دماغي عميق مزروع جراحيا في دماغه و 12 شهرا من التحفيز الكهربائي المستمر.
اختبار الأداء المعرفي في 6 و 12 شهرا يشير إلى تحسن ، أو انخفاض أقل من المتوقع في ثلاثة من المشاركين الستة.
بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام مسح PET لتقييم استقلاب الجلوكوز الدماغي ، وهو قدرة الدماغ على تكسير السكريات لوقود الدماغ ويمكن أيضًا أن يكون مؤشراً لمستويات نشاط الخلايا العصبية في الدماغ. عادة ما يظهر الأشخاص المصابون بمرض الزهايمر انخفاض في استقلاب الجلوكوز مع مرور الوقت ، لكن هؤلاء المشاركين الستة أظهروا زيادة تمت المحافظة عليها طوال فترة الدراسة. ومن المثير للاهتمام أن انخفاض قدرة الدماغ على تحطيم السكر في مرض الزهايمر قد جعل بعض الباحثين يسمي مرضى الزهايمر من النوع الثالث .
المرحلة الثانية للبحوث
في المرحلة الثانية من الدراسة من خلال جونز هوبكنز ، شارك 42 مريضا تتراوح أعمارهم بين 45 و 85 في DBS لاستهداف مرض الزهايمر. خضع كل منهم لعملية جراحية لزرع DBS بين عامي 2012 و 2014. تم تشغيل أجهزة التنبيه لمدة نصفهم بعد أسبوعين ونصفهم تم تشغيله بعد 12 شهرًا. كانت هذه دراسة مزدوجة التعمية ، حيث لا يعرف الأطباء ولا المرضى متى تم تنشيط المنبهات.
تم تقييم الإدراك في هذه الدراسة من خلال اختبارات متعددة بما في ذلك ADAS-Cog 13. تم قياس استقلاب الجلوكوز الدماغي أيضا في مناطق مختلفة من الدماغ.
كانت نتائج هذه الدراسة مثيرة للاهتمام ، وليس بالضرورة ما كان متوقعًا. في 6 أشهر بعد زرع محفز ، ازداد استقلاب الجلوكوز الدماغي بشكل كبير ، ولكن هذه المكاسب لم تكن مستدامة في 12 شهرا. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظ وجود فرق متعلق بالعمر في الاستجابة. أظهر المشاركون الذين تجاوزت أعمارهم 65 عامًا تحسنًا في الأداء المعرفي وفي عملية التمثيل الغذائي للجلوكوز الدماغي. أولئك الذين كانوا دون سن 65 لم يظهروا تحسينات مهمة في أي من المجالين. وقد افترض الباحثون أن هذا التأثير ربما كان مرتبطًا بتدهور بنية الدماغ في بعض الأحيان لدى الأشخاص الأصغر سناً المصابين بالزهايمر ( ظهور مبكر لمرض الزهايمر ) ، مقارنةً بالذين أصيبوا بمرض الزهايمر المتأخر.
ملخص آثار DBS على الدماغ
تمت دراسة تأثيرات الـ DBS على مرض الزهايمر من خلال هذه التجارب السريرية للمرحلة الأولى والثانية ، ولكن المعلومات حول كيفية تأثيرها على الدماغ تم جمعها أيضًا من استخدامه في أماكن أخرى ، بما في ذلك دراسات بحثية أخرى ومعالجة مرض باركنسون. تم العثور على التأثيرات التالية:
تحسين الإدراك العام: أدى البحث على DBS لدى الأشخاص المصابين بمرض ألزهايمر إلى تحسين الإدراك لدى بعض المشاركين ، وفقًا لما تم قياسه من خلال عدة اختبارات نفسية عصبية . تقيس هذه الاختبارات جوانب عديدة من وظائف الدماغ ، بما في ذلك الذاكرة والتوجيه والتعرف على الكلمات والمزيد.
زيادة حجم قرن آمون: في حين أن منطقة قرن آمون (جزء من الدماغ المرتبطة بالذاكرة) تعاني من وجود الشيخوخة وبصورة أكبر في مرض الزهايمر ، وجد أن DBS يزيد من حجم قرن آمون في الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر. وقد ارتبط حجم قرن آمون مع أداء الذاكرة.
زيادة استقلاب الجلوكوز الدماغي: كما هو موضح أعلاه ، أظهر بعض الأشخاص الذين تلقوا DBS استقلاب جلوكوز محسّن في مناطق متعددة من الدماغ.
زيادة حجم الأجسام المضادة والأجسام الأنثوية: أظهرت الأجرام الأولية والدماغية في الدماغ (اللتان ترتبطان بأداء الذاكرة) زيادة في الحجم بعد الـ DBS لدى المصابين بالزهايمر.
مستويات الأسيتيل كولين الأعلى: أظهر دي بي إس أيضا في البحث لإطلاق إطلاق أستيل كولين. يساعد Acetylcholine على نقل الرسائل من خلية عصبية إلى الخلية التالية في أدمغتنا.
زيادة الذاكرة المكانية: بعد التحفيز العميق للدماغ على فئران الجرذان ، أظهروا ذاكرة مكانية محسنة في قدرتهم على التنقل في متاهة. على الرغم من أن الدراسات على الحيوانات لا تنتقل دائمًا إلى البشر ، إلا أنها غالبًا ما تزودنا برؤى حول سلامة وفعالية الإجراءات التجريبية.
انخفاض الطلاقة اللفظية: تم استخدام التحفيز العميق للدماغ لسنوات في الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون مع نتائج إيجابية إلى حد كبير. ومع ذلك ، فقد وجدت بعض الأبحاث أن الطلاقة اللفظية قد انخفضت في بعض هؤلاء الأفراد. في حين أن الكثيرين ممن يشعرون باركنسون يشعرون أن هذا الخطر يستحق الفائدة التي يوفرها تحفيز الدماغ العميق لهم. قد لا يعتبر ذلك مخاطرة جديرة بالاهتمام عند المصابين بمرض الزهايمر.
الاعتبارات الاخلاقية
في حين أن هناك العديد من الدراسات التي أجريت على البشر ، فإن بعض الباحثين يدعون إلى دراسات إضافية وموسعة باستخدام DBS في الحيوانات قبل مواصلة البحث مع الناس. ويشيرون إلى أنه في حين كان هناك مشاركين في DBS شهدوا بعض التحسن المعرفي ، فقد كان هناك عدد قليل من الآخرين الذين تراجعوا في بعض المناطق المعرفية بعد التحفيز العميق للمخ.
هؤلاء الباحثون يسلطون الضوء أيضًا على حقيقة أن هناك نقصًا في فهم كيفية عمل التحفيز العميق للمخ ؛ وبالتالي ، يوصون بأن يتم الحصول على مزيد من المعلومات قبل توسيع التجارب السريرية مع الناس.
كلمة من
كان التحفيز العميق للدماغ راسخًا كعلاج مناسب لمرض باركنسون. ومع ذلك ، هناك حاجة لمزيد من الأبحاث لتمييز فوائدها في مرض الزهايمر. إن إمكانات DBS للتحسين المعرفي مثيرة ، خاصة وأننا نواصل النضال لإيجاد علاج فعال لمرض الزهايمر.
> المصادر:
> Fagundes، VDC، Rieder، CRM، Nunes da Cruz، A، et al، Deep Brain stimulation Frequency of the subthalamic Nucleus Affects Phonemic and Action Fluency in Parkinson's Disease. مرض الشلل الرعاش . عام 2016.
> Hescham S ، Temel Y ، Schipper S. وآخرون ، تحفيز الدماغ العميق Furnix المستحث الذاكرة المكانية على المدى الطويل مستقلة عن neurogenesis قرن آمون. بنية الدماغ والوظيفة. 2017 مارس ؛ 222 (2): 1069-1075.
> جونز هوبكنز الطب. جونز هوبكنز جراحون يزرع أولا "منظم ضربات القلب" لمرض الزهايمر في الولايات المتحدة كجزء من تجربة سريرية مصممة لتهدئة فقدان الذاكرة. ديسمبر 2012.
> Laxton AW، Tang-Wai DF، McAndrews MP، et al. حوليات علم الأعصاب. أكتوبر 2010 ؛ 68 (4): 521-34. تجربة المرحلة الأولى من تحفيز الدماغ العميق لدارات الذاكرة في مرض الزهايمر. حوليات علم الأعصاب. أكتوبر 2010 ؛ 68 (4): 521-34.
> Lozano AM، Fosdick L، Chakravarty MM، et al، A Phase II Study of Fornix Deep Brain Stimulation in Mild Alzheimer's Disease. مجلة مرض الزهايمر. 2016 سبتمبر 6 ؛ 54 (2): 777-87.
> عوفاديا D ، Bottini G .. الآثار غير الأخلاقية على التحفيز العميق للدماغ في الاضطرابات التنكسية. الرأي الحالي في علم الأعصاب. 2015 ديسمبر ؛ 28 (6): 598-603
> Viana JNM، Vickers JC، Cook MJ، Gilbert F، Currents of memory: recent progress، translational challenges، and ethical اﻋﺘﺒ ﺎرات ﻓﻲ fornix اﻟﻤﺤﻔﺰات اﻟﺪاﻓﻌﺔ ﻟﻠﺪﻣﺎﻏﺔ ﻟﺪاء ﻣﺮض اﻷﻟﺰﻫﺎﯾﻤﺮ. البيولوجيا العصبية للشيخوخة. 2017 أغسطس ؛ 56: 202-210.