Облегчение симптомов: Стимуляция мозга может помочь в лечении болезни Альцгеймера

У лиц с болезнью Альцгеймера наибольший положительный эффект наблюдался при стимуляции области между форниксом (зеленый цвет) и лежачим ядром терминального отдела ствола (синий цвет). Также показаны две структуры мозга — таламус (розовый) и гиппокамп (желтый) — и электроды для стимуляции. Credit: © Charité | Ana Sofía Ríos

Исследователи из клиники Charité обнаружили сеть мозга, стимуляция которой может облегчить симптомы болезни.

Болезнь Альцгеймера, которая является наиболее распространенной формой деменции, трудно поддается лечению. Одним из возможных методов лечения является глубокая стимуляция мозга с помощью устройства, напоминающего кардиостимулятор. Группа исследователей из Берлинского университета Шарите (Charité — Universitätsmedizin Berlin) обнаружила, что стимуляция определенной сети в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера может уменьшить симптомы заболевания. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, дают надежду на дальнейшие исследования в этой области.

Глубокая стимуляция мозга (ГСМ) — это терапевтический метод, который уже разрешен в Германии для лечения неврологических двигательных расстройств, таких как болезнь Паркинсона и дистония, а также нервно-психических заболеваний, например обсессивно-компульсивного расстройства. При DBS в мозг пациента имплантируются тонкие электроды, которые подают постоянные слабые электрические импульсы на определенную область.

Электроды остаются в мозге навсегда и соединяются проводами, проходящими под кожей, с устройством, похожим на кардиостимулятор, вживленным в грудную клетку. С помощью этого устройства регулируется сила и частота электрической стимуляции.

«Несмотря на то, что DBS уже около 20 лет является признанным методом лечения болезни Паркинсона, а расходы на нее покрываются медицинскими страховыми компаниями, она все еще не очень известна», — говорит профессор Андреас Хорн, руководитель лаборатории по изучению сетевой стимуляции мозга на кафедре неврологии и экспериментальной неврологии в кампусе Шарите Митте, а также в больнице Бригама и Женщины и Массачусетской больнице общего профиля, входящих в состав Гарвардской медицинской школы в Бостоне (США).

«DBS очень хорошо работает у пациентов с болезнью Паркинсона», — говорит он. «Она значительно улучшает качество их жизни».

Поскольку болезнь Альцгеймера также является нейродегенеративным заболеванием, представляется вероятным, что DBS может быть использована и для лечения этого состояния. Однако безопасное и эффективное лечение возможно только в том случае, если известны точные области мозга, требующие стимуляции.

Отправной точкой для настоящего исследования, которое ученые проводили в тесном сотрудничестве с многочисленными партнерами, включая Университет Торонто (Канада), послужило случайное наблюдение, сделанное в рамках одного из канадских исследований. «У одного пациента, проходившего лечение от ожирения, глубокая стимуляция мозга вызвала флэшбэки — внезапные воспоминания о детстве и юности», — рассказывает д-р Ана София Риос из отделения неврологии и экспериментальной неврологии кампуса Шарите Митте, ведущий автор исследования. «Это навело канадских исследователей на мысль о том, что стимуляция этой области мозга, расположенной в форниксе, может быть использована и для лечения болезни Альцгеймера».

Для дальнейшего изучения этого вопроса ученые, работавшие в семи международных центрах в рамках многоцентрового исследования, имплантировали электроды в ту же область форникса участникам с легкой формой болезни Альцгеймера. «К сожалению, у большинства пациентов симптомы не улучшились. Но некоторые участники получили значительную пользу от лечения», — говорит д-р Риос. «В настоящем исследовании мы хотели найти причину этих различий, поэтому мы сравнили точное расположение электродов у каждого участника».

Исследовательская группа профессора Хорна специализируется на анализе магнитно-резонансных изображений мозга высокого разрешения и их совмещении с компьютерными моделями для точного определения оптимальных мест установки электродов.

«Одна из основных проблем заключается в том, что каждый мозг отличается от другого, а это очень важно для точной установки электродов», — говорит профессор Хорн. «Если электроды будут размещены даже на несколько миллиметров в стороне от цели, это может привести к отсутствию эффекта для пациента». Именно так и произошло с большинством участников исследования. Однако профессору Хорну и его команде удалось с помощью данных визуализации определить точное положение электродов у тех пациентов, которым процедура принесла пользу.

«Оптимальным местом стимуляции оказалось пересечение двух пучков волокон — fornix и stria terminalis, которые соединяют области в глубине мозга. Обе структуры связаны с функцией памяти», — говорит профессор Хорн.

Прежде чем DBS будет одобрена и начнет использоваться для лечения болезни Альцгеймера, необходимы дальнейшие клинические исследования. Полученные результаты являются важным следующим шагом в этом процессе. «Если наши данные позволят более точно размещать электроды в нейрохирургических исследованиях, в которых будет опробована система DBS у пациентов с болезнью Альцгеймера, это будет просто фантастика», — говорит профессор Хорн. «Нам крайне необходима эффективная терапия, облегчающая симптомы этого заболевания, и DBS очень перспективна».

В дальнейшем лаборатория Хорна будет проводить дальнейшие исследования по изучению и определению других нейронных сетей в мозге, которые могут быть полезны для лечения деменции. Их работа будет включать изучение областей поражения мозга и определение целевых регионов для применения как DBS, так и других методов нейростимуляции.

Ссылка: «Optimal deep brain stimulation sites and networks for stimulation of fornix in Alzheimer’s disease» Ana Sofía Ríos, Simón Oxenford, Clemens Neudorfer, Konstantin Butenko, Ningfei Li, Nanditha Rajamani, Alexandre Boutet, Gavin J. B. Elias, Jurgen Germann, Aaron Loh, Wissam Deeb, Fuyixue Wang, Kawin Setsompop, Bryan Salvato, Leonardo Brito de Almeida, Kelly D. Foote, Robert Amaral, Paul B. Rosenberg, David F. Tang-Wai, David A. Wolk, Anna D. Burke, Stephen Salloway, Marwan N. Sabbagh, M. Mallar Chakravarty, Gwenn S. Smith, Constantine G. Lyketsos, Michael S. Okun, William S. Anderson, Zoltan Mari, Francisco A. Ponce, Andres M. Lozano and Andreas Horn, 14 December 2022, Nature Communications . DOI: 10.1038/s41467-022-34510-3