Прилагођена дубока стимулација мозга побољшава ход код Паркинсонове болести

Код пацијената са Паркинсоновом болешћу, промене у способности ходања могу бити веома изражене. Такозвани „паркинсонски ход“ може укључивати промене у дужини корака и асиметрију између ногу. Ови поремећаји хода смањују покретљивост особе, повећавају ризик од падова и значајно утичу на квалитет живота пацијента.

Иако је високофреквентна дубока мождана стимулација (DBS) веома ефикасна у смањењу симптома тремора, ригидности и брадикинезије (успорености покрета), њени ефекти на ход су варијабилнији и мање предвидљиви код пацијената са тешким поремећајима хода. Главни изазови у побољшању резултата DBS за лечење поремећаја хода остају недостатак стандардизоване метрике хода коју би клиничари користили приликом подешавања параметара стимулације, као и недостатак разумевања ефеката различитих фактора стимулације на ход.

У недавној студији, истраживачи са Универзитета Калифорније у Сан Франциску (UCSF) развили су систематски начин за квантификацију кључних аспеката хода карактеристичних за Паркинсонову болест и користили су технике машинског учења за одабир оптималних подешавања DBS-а за сваког пацијента. Ова персонализована подешавања довела су до значајних побољшања у ходању, као што су бржи и стабилнији кораци, без погоршања других симптома.

Резултати њихове студије објављени су у часопису npj Parkinson's Disease.

„Задатку оптимизације подешавања DBS-а приступили смо као инжењерском проблему, са циљем моделирања односа између параметара стимулације, активности мозга и перформанси хода“, рекао је први аутор Хамид Фекри Азгоми, доктор наука, постдокторски сарадник у UCSF Wang Lab-у.

Како оптимизовати перформансе хода

У студији, пацијентима са Паркинсоновом болешћу су имплантирани DBS уређаји који су не само стимулисали мозак већ и бележили неуронску активност док су ходали. Током посета клиници, DBS параметри су варирали у безбедним опсезима како би се проучио њихов утицај на функцију хода. Као одговор на сваки скуп подешавања, пацијенти су ходали затворени круг од приближно шест метара док су неуронски подаци и кинематика хода континуирано бележени.

Истраживачи су развили Индекс перформанси ходања (WPI), који је процењивао метрике хода као што су дужина корака, брзина корака, амплитуда замаха руке и кохерентност хода. Комбиновањем ових метрика, WPI је пружио свеобухватну процену хода, обухватајући више димензија моторичке функције погођене Паркинсоновом болешћу.

„Наши резултати су потврдили да су промене у подешавањима DBS ефикасно забележене помоћу WPI и да су биле у складу са проценама пацијената и лекара при свакој посети“, рекао је Азгоми. „Ова валидација потврђује да је WPI ефикасан показатељ за процену и циљање побољшања хода код људи са Паркинсоновом болешћу. Користећи ове методе, били смо у могућности да предвидимо и идентификујемо персонализована подешавања DBS која су побољшала WPI.“

Истраживачи су такође идентификовали обрасце мождане активности повезане са побољшаним ходањем. Користећи мултиваријантне моделе, аутори су идентификовали јединствену неуронску динамику која разликује оптималан ход од мање ефикасних образаца. Побољшани ход је био повезан са смањеном активношћу бета-опсега можданих таласа током специфичних фаза циклуса хода у глобус палидусу, региону мозга повезаном са губитком мишића код људи са Паркинсоновом болешћу.

Ови подаци, заједно са идентификованим појединачним неуронским биомаркерима, истичу важност персонализованих, на подацима заснованих интервенција за побољшање хода код људи са Паркинсоновом болешћу.

„Овај рад не само да продубљује наше разумевање како ДБС утиче на кретање, већ и показује потенцијал за персонализовану неуромодулацију за Паркинсонову болест и друге неуролошке поремећаје, приближавајући нас паметнијим и ефикаснијим терапијама“, рекла је виша ауторка студије, др Дорис Ванг, неурохирург и ванредни професор неурохирургије на УЦСФ-у.