Innehåll
- Vad är djup hjärnstimulering?
- Hur placeras elektroder i hjärnan?
- Hur fungerar djup hjärnstimulering?
- Är det säkert?
- Forskning om djup hjärnstimulering och Alzheimers sjukdom
- Sammanfattning av DBS-effekter på hjärnan
- Etiska betänkligheter
Vad är djup hjärnstimulering?
Deep Brain Stimulation (DBS) är ett förfarande där elektroder placeras i hjärnan och programmeras för att avge små elektriska pulser för att stimulera hjärnaktivitet.
DBS har använts i flera år för personer med Parkinsons sjukdom med avsevärd framgång när det gäller att minska tremor och muskelsammandragningar, samt förbättra hållning. Det undersöks också för att behandla andra medicinska tillstånd, såsom depression och tvångssyndrom.
Hur placeras elektroder i hjärnan?
Det korta svaret: hjärnkirurgi. För att DBS ska vara möjligt måste ledningar sättas in i hjärnan. Med hjälp av lokalbedövning borrar en neurokirurg hål i patientens kranium och träder försiktigt trådarna i olika delar av hjärnan. (Lokalbedövning, när en patient är vaken men ett område i kroppen är bedövad, kan användas eftersom hjärnan inte kan känna smärta.)
En pacemakerliknande maskin implanteras sedan under allmänbedövning i personens bröstkorg där den så småningom kan leverera 130 elektriska miniatyrimpulser per sekund till ledningarna och följaktligen hjärnan. När den initialt implanteras stängs stimulatorn av; några dagar eller veckor efter operationen startas stimulatorn och börjar leverera de elektriska impulserna till hjärnan.
När de används för att behandla Alzheimers sjukdom är dessa ledningar vanligtvis anslutna till fornix i hjärnan. Enligt Johns Hopkins Medicine är "fornixen en hjärnväg som hjälper till att föra information till hippocampus, den del av hjärnan där inlärning börjar och minnen görs, och där de tidigaste symptomen på Alzheimers tycks uppstå."
Hur fungerar djup hjärnstimulering?
Det finns flera teorier om varför det fungerar, men det finns inget avgörande svar ännu. I Parkinsons är det tänkt att avbryta och störa den felaktiga avfyringen av hjärnan.
Faktum är att forskarnas förståelse av DBS är så begränsad att möjligheten att använda den för Alzheimers upptäcktes av misstag när DBS testades på en man som var sjukligt överviktig som ett sätt att försöka kontrollera sin aptit. När de testade honom med trådplacering och elektriska impulser rapporterade han ett levande minne. När de stängde av impulserna försvann minnet och när de satte på stimulatorn igen kom minnet tillbaka. Detta ledde till insikten att det kanske finns ett sätt att stimulera hjärnan och de minnen som den har.
Är det säkert?
DBS verkar vara ganska säkert. Även om tanken på hjärnkirurgi låter väldigt riskabelt, säger experter att denna procedur faktiskt inte är så invasiv som den låter. Det finns alltid risker med hjärnkirurgi; Men över 100 000 människor över hela världen med Parkinsons sjukdom har genomgått DBS med minimala problem. Risker inkluderar infektion, funktionsfel i utrustningen, stroke, batterifel och ledningens rörelse.
Forskning om djup hjärnstimulering och Alzheimers sjukdom
Fas I-forskning
År 2010 publicerade tidningen Annals of Neurology forskning som beskriver en klinisk fas I-studie utförd i Kanada med sex personer som diagnostiserats med tidig Alzheimers sjukdom. De hade var och en en djup hjärnstimulator kirurgiskt implanterad i hjärnan och upplevde 12 månaders kontinuerlig elektrisk stimulering.Test av deras kognitiva funktion vid 6 och 12 månader indikerade en förbättring eller en mindre än förväntad nedgång hos tre av de sex deltagarna.
Dessutom användes PET-skanningar för att utvärdera cerebral glukosmetabolism, vilket är hjärnans förmåga att bryta ner sockerarter för hjärnbränsle och kan också vara en indikator på aktivitetsnivåerna för neuroner i hjärnan. Människor med Alzheimers uppvisar vanligtvis en minskning av glukosmetabolismen över tiden, men dessa sex forskningsdeltagare visade en ökning som bibehölls under hela studien. Intressant är att hjärnans minskande förmåga att bryta ner socker vid Alzheimers sjukdom har fått vissa forskare att kalla Alzheimers "typ 3-diabetes."
Fas II-forskning
I en fas II-studie genom Johns Hopkins deltog 42 patienter i åldrarna 45 till 85 i DBS för att rikta sin Alzheimers sjukdom. De genomgick var och en DBS-operation för implantation mellan 2012 och 2014. Hälften av dem fick sina stimulatorer påslagen efter två veckor och hälften av dem fick den på efter 12 månader. Detta var en dubbelblind studie, eftersom varken läkarna eller patienterna visste när stimulatorerna aktiverades.
Kognition bedömdes i denna studie genom flera tester inklusive ADAS-Cog 13. Cerebral glukosmetabolism mättes också i olika delar av hjärnan.
Resultaten av denna studie var intressanta och inte nödvändigtvis vad som förväntades. Sex månader efter implantation av stimulatorn hade cerebral glukosmetabolism ökat signifikant, men dessa vinster upprätthölls inte efter 12 månader. Dessutom noterades en åldersrelaterad skillnad i respons. De deltagare som var över 65 år visade förbättringar i kognitiv funktion och i cerebral glukosmetabolism. De som var under 65 år uppvisade inte signifikanta förbättringar inom något av områdena. Forskarna teoretiserade att denna effekt kan ha varit relaterad till den ibland större försämringen av hjärnstrukturen hos yngre personer med Alzheimers (Alzheimers tidiga debut), jämfört med dem med Alzheimers sena debut.
Sammanfattning av DBS-effekter på hjärnan
Effekterna av DBS på Alzheimers har studerats genom dessa kliniska studier i fas I och fas II, men information om hur det påverkar hjärnan har också samlats in från dess användning i andra miljöer, inklusive andra forskningsstudier och vid behandling av Parkinsons sjukdom. Följande effekter har hittats:
Förbättrad övergripande kognition:Forskning på DBS hos personer med Alzheimers resulterade i förbättrad kognition för några av deltagarna, mätt genom flera neuropsykologiska tester. Dessa tester mäter flera aspekter av hjärnans funktion, inklusive minne, orientering, ordigenkänning och mer.
Ökad hippocampusvolym:Medan hippocampus (en del av hjärnan som är förknippad med minne) förstörs med närvaron av åldrande och mer signifikant vid Alzheimers sjukdom, har DBS visat sig öka volymen på hippocampus hos personer med Alzheimers. Hippocampus volym har korrelerats med minnets funktion.
Ökad cerebral glukosmetabolism:Som framhållits ovan visade vissa patienter som fick DBS förbättrad glukosmetabolism i flera områden i hjärnan.
Ökad volym av fornix och mammillary kroppar:Fornix- och bröstkropparna i hjärnan (som båda är relaterade till minnesfunktion) har visat ökad volym efter DBS hos dem med Alzheimers.
Högre acetylkolinnivåer:DBS har också visats i forskning att utlösa frisättningen av acetylkolin. Acetylkolin hjälper till att överföra meddelanden från en nervcell till nästa i våra hjärnor.
Ökat rumsligt minne:Efter djup hjärnstimulering till råttans fornix visade de förbättrat rumsligt minne i sin förmåga att navigera i en labyrint. Även om djurstudier inte alltid överförs till människor, ger de oss ofta insikter om säkerheten och effektiviteten i experimentella förfaranden.
Minskad verbal flyt:Djup hjärnstimulering har använts i flera år hos personer med Parkinsons med signifikant positiva resultat. Viss forskning har dock visat att verbal flyt har minskat hos vissa av dessa individer. Medan många med Parkinsons känner att denna risk är värt den fördel som djup hjärnstimulering ger dem. det kan inte så lätt anses vara en värdefull risk hos dem med Alzheimers sjukdom.
Etiska betänkligheter
Medan det har gjorts flera studier på människor kräver vissa forskare ytterligare och utökade studier med DBS hos djur innan de fortsätter mer forskning med människor. De påpekar att även om det har funnits DBS-forskningsdeltagare som har upplevt viss kognitiv förbättring, har det också varit några andra som minskat i vissa kognitiva områden efter djup hjärnstimulering.
Dessa forskare lyfter också fram det faktum att det saknas förståelse för hur djup hjärnstimulering fungerar; därför rekommenderar de att mer information inhämtas innan de kliniska prövningarna med människor utvidgas.
Ett ord från Verywell
Djup hjärnstimulering har varit väletablerad som en lämplig behandling för Parkinsons sjukdom; dock krävs mer forskning för att urskilja fördelarna med Alzheimers sjukdom. DBS: s potential för kognitiv förbättring är spännande, särskilt när vi fortsätter att kämpa för att hitta en effektiv behandling för Alzheimers.
- Dela med sig
- Flip
- E-post
- Text