211service.com
Hjärnimplantat kan återställa feltändande kretsar
En studie som kombinerade elektrisk stimulering av hjärnan med avancerad bildbehandling har visat hur korrigering av feltändande neurala kretsar kan minska symptomen på en vanlig psykiatrisk störning.
En hjärn-pacemaker hjälpte till att sätta osynkroniserade hjärnkretsar tillbaka på rätt spår hos patienter med extrema former av tvångssyndrom (OCD), rapporterad forskare i gårdagens Naturens neurovetenskap . Arbetet skulle kunna bidra till att förbättra behandlingen av svår OCD och till och med leda till andra, mindre invasiva nya behandlingsformer.
Tvångssyndrom är ett psykiatriskt tillstånd som gör att patienter får tvångstankar som ofta är knutna till repetitiva tvångsbeteenden. Neuropsykiatriker Martijn Figee och Damiaan Denys vid Academic Medical Center i Amsterdam och deras kollegor använde funktionell magnetisk resonanstomografi, eller fMRI, för att övervaka förändringar i blodflödet i hjärnan, en proxy för neural aktivitet, hos både friska patienter och under behandling av patienter med allvarliga fall av OCD-störning med djup hjärnstimulering.
Benjamin Greenberg , en psykiater vid Brown University som använder djup hjärnstimulering för att behandla svårbehandlad OCD hos sina patienter, som inte var involverad i projektet, säger att studien var en tour de force: Att göra fMRI hos patienter som har implanterade elektroder för djup hjärnstimulering i deras hjärnor kräver en enorm mängd mycket mödosamt arbete för att se till att du kan göra det säkert, säger han. MRT-tekniken använder starka magnetfält och radiofrekvenspulser, som båda kan störa stimulatorns batteri eller ännu värre, värma upp hjärnan runt elektroden, säger Figee. Men genom att använda en magnetisk spole som bara omger patientens huvud, stänga av stimulatorn en kort stund under skanningen och vidta andra säkerhetsåtgärder, kunde forskare upptäcka neurala förändringar hos de behandlade patienterna.
Studien visade att OCD-patienter hade mindre aktivitet än friska deltagare i en hjärnregion som kallas nucleus accumbens, som är involverad i motivationsprocesser och automatiska beteenden, säger Figee. Men störningen verkar faktiskt vara knuten till anslutningen mellan nucleus accumbens och frontala cortex, vilket hjälper en individ att bestämma sig för att göra något eller inte. Kommunikationen mellan dessa regioner var faktiskt högre hos OCD-patienterna när deras stimulatorer var avstängda; när stimulatorerna var på, sänktes anslutningen.
Det är både en lokal och en global effekt, säger Figee. Vid OCD, när patienter är engagerade i ohälsosamma beteenden, kan de inte göra något annat, de tvättar ständigt sina händer på bekostnad av alla andra normala beteenden, till exempel. Det finns kontinuerligt överhörande och överdriven anslutning mellan frontal cortex och nucleus accumbens, och detta är vad djup hjärnstimulering verkar bryta, säger han, genom att åsidosätta sjukdomsbundna svängningar mellan de två hjärnregionerna.
Resultaten stämmer överens med vad många antar att händer med djup hjärnstimulering, säger Figee. Ett tag spekulerade forskarsamhället att denna omsynkronisering av en hel hjärnkrets skulle ligga till grund för de terapeutiska effekterna, men vi kunde aldrig bevisa det, säger han. Nu vet vi att det verkligen är nätverksförändringar och synkronisering som vi tittar på.
Fynden kan leda till metoder som skulle hjälpa oss att diagnostisera människor med hjälp av signaturer av hjärnaktivitet samt metoder som kan hjälpa oss att övervaka behandlingar som sträcker sig från medicinering till beteendeterapier till djup hjärnstimulering, säger Greenberg.
Det kan också leda till smartare hjärnstimulerande enheter. På vissa sätt är de pacemakers som vi använder för hjärnan inte lika smarta som de vi använder för hjärtat, säger Greenberg. Om du har en implanterad defibrillator för hjärtat kan du upptäcka onormal aktivitet och slå på enheten bara för att avbryta det. Men i hjärnan lär vi oss fortfarande vad den onormala aktiviteten är som vi vill påverka. Det här är ett steg mot att förstå vad vi kanske försöker känna, och då kanske vi kan avbryta det, säger han.
Nästa steg, säger Figee, blir att se om han och hans kollegor kan använda hjärnaktivitetsmåtten för att avgöra om en patients djupa hjärnstimulator fungerar korrekt. Ett implantat har flera elektroder, och det kan krävas mycket försök och misstag för att lära sig vilka som ska vara aktiva och vid vilka pulsinställningar för varje patient. Vi vet fortfarande inte riktigt vad vi gör; ibland svarar folk, ibland gör de det inte, ibland tar det veckor eller ett år att prova alla typer av inställningar, säger han. Att använda hjärnskanningsverktygen på kliniken kan vara år bort, men det är möjligt, säger Figee. Det här kan hjälpa oss att fokusera på hjärnsynkroniseringen som vi bör sikta på, säger han.