Hjärnimplantat skär anfall

Ett hjärnimplantat utformat för att upptäcka och blockera uppkomsten av anfall kan avsevärt minska deras frekvens hos personer med svårbehandlad epilepsi, enligt resultat som avslöjades på måndagen. Neuropas , en startup i Mountain View, CA, som utvecklade enheten, planerar att söka regulatoriskt godkännande för den nästa år.

Zappande anfall: När den implanteras i hjärnan kan enheten som visas här upptäcka den onormala elektriska aktiviteten som föregår ett anfall och svara med ett specifikt mönster av elektriska stötar.

Det låter oerhört lovande, säger Jaimie Henderson , en neurokirurg vid Stanford University som inte är involverad i Neuropace eller med de kliniska prövningarna. Demonstrationen av att ett sådant här system kan vara effektivt är ett stort steg framåt.

Cirka 30 till 50 procent av epilepsipatienterna kan inte adekvat kontrollera sina anfall med medicin, en siffra som uppgår till hundratusentals patienter i USA. Vissa tillgriper operation, där den del av hjärnan där anfallet har sitt ursprung tas bort. Men inte alla har det här alternativet - den onormala aktiviteten kan börja i hjärnområden som är ansvariga för språk eller syn och kan därför inte förstöras kirurgiskt utan allvarliga konsekvenser.

Neuropace-systemet, som kallas Responsive Neurostimulator, är en av en handfull elektriska stimuleringsanordningar som är tillgängliga eller under utveckling för epilepsipatienter. Dessa enheter är utformade för att motverka den okontrollerade elektriska stormen av ett anfall med en externt levererad ström.

Medan andra enheter stimulerar nervsystemet kontinuerligt eller i ett förutbestämt mönster, är Neuropace-implantatet unikt genom att det övervakar hjärnan och avger stötar av elektricitet endast när det upptäcker den onormala elektriska aktiviteten som signalerar början av ett anfall. Det är som att släcka en gnista innan den blir en låga, sa Martha Morrell, Neuropaces chefsläkare, vid en presskonferens på American Epilepsy Society's årligt möte i Boston på måndag.

Enheten består av en neurostimulator som är mindre än en kortlek. Den är kirurgiskt implanterad i en ihålig del av skallen, tillsammans med en uppsättning elektriska ledningar som både kan registrera elektrisk aktivitet och avge stötar av elektricitet. Ledningarna placeras antingen på ytan av hjärnan eller djupt i hjärnvävnaden, beroende på var patientens anfall börjar. Kirurger lokaliserar denna plats, känd som anfallsfokus, före operation med hjälp av en kombination av hjärnavbildning och elektroencefalogram (EEG) inspelningar, som mäter hjärnaktivitet från ytelektroder på skallen, eller elektrokortikografi (ECoG), där aktivitet registreras direkt från hjärnans yta.

Enheten, som innehåller ett batteri och en liten dator, övervakar kontinuerligt elektrisk aktivitet. När den [elektriska aktiviteten] blir högre i amplitud, är enheten programmerad att identifiera det som en betydande händelse och ge en stimulans, sa Morrell vid konferensen. Systemet omvärderar sedan EEG och avgör om ytterligare stimulans behövs.

Enligt resultaten från en klinisk prövning av nästan 200 epilepsipatienter som inte hade svarat på minst två mediciner, minskade enheten frekvensen av anfall med 29 procent, jämfört med en minskning med 14 procent för dem som fick placebobehandling (de implanterades med enheten men den var inte påslagen). Nästan hälften av patienterna som fick behandlingen såg en minskning av anfallsfrekvensen med 50 procent eller mer.

Experter säger att svaret liknar två andra implanterade enheter: vagusnervstimulatorn, en FDA-godkänd enhet som indirekt stimulerar hjärnan genom att ge elektriska stötar till en del av det perifera nervsystemet som kallas vagusnerven; och en experimentell stimuleringsenhet för djup hjärna från Medtronic som riktar sig mot en starkt ansluten del av hjärnan som kallas främre thalamus. Djup-hjärnstimulering är för närvarande godkänd för att behandla Parkinsons sjukdom.

Dataflod: En patient viftar med en trollstav över huvudet för att ladda ner data som registrerats av Neuropace-enheten före och efter stimulering.

Även om resultaten av prövningen kan verka blygsamma, betonar neurokirurgerna som drev de kliniska studierna att patienterna i prövningen hade svår epilepsi. Dessa patienter tenderade att få frekventa anfall, minst tre per 28-dagarsperiod, och många hade tre gånger så många, säger Gregory Bergey , en neurolog och chef för Johns Hopkins Epilepsi Center vid Johns Hopkins University i Baltimore, som ledde en del av Neuropace-studien. De flesta av patienterna hade lidit av epilepsi i 20 år eller mer och tog i genomsnitt tre läkemedel för att kontrollera deras anfall. En tredje hade redan provat vagusnervstimulering och en tredje hade redan genomgått en epilepsioperation.

Det låter otroligt invasivt, men dessa patienter har en form av sjukdomen som är så hemsk att de nästan är villiga att försöka allt vi kan göra för att stoppa anfallen, säger Kenneth Vives , en neurokirurg vid Yale som också drev en del av den kliniska prövningen. Vi hade varit gladare över att se en bättre effekt, men dessa patienter hade provat allt. Så dessa vinster är ganska betydande.

Enligt studien verkar både proceduren och enheten relativt säkra. Ett fåtal patienter drabbades av infektioner eller blödningar, men i lägre takt än för jämförbara procedurer. Och de som behandlades med enheten visade inga skillnader i tecken på depression eller minnesnedsättning jämfört med de som fick skenbehandlingen. Medan den är invasiv är en av fördelarna med enheten att den inte har biverkningar av många epilepsimediciner, som sömnighet eller dubbelseende, säger Bergey.

En nackdel är att enheten är ganska komplicerad att använda. Efter operationen går patienterna igenom en optimeringsperiod, under vilken läkarna programmerar det att känna igen ett typiskt mönster som föregår anfallet och levererar ett speciellt mönster av elektrisk aktivitet. Patienter viftar med en trollstav över enheten för att ladda ner data som registrerats före och efter stimulering, så att läkare kan övervaka hur väl dessa parametrar fungerar och justera dem därefter. Det är en brant inlärningskurva, säger Vives. Men eftersom vi fick erfarenhet var det inte så svårt.

Eftersom enheten är så ny tror forskarna att dess effektivitet kommer att förbättras när de lär sig mer om vad som fungerar bäst hos enskilda patienter. Sedan försöket startade har forskare till exempel lärt sig att det mest effektiva mönstret av stimulering förutsägs delvis av platsen i hjärnan där anfallet har sitt ursprung. De flesta patienter i studien har anfall med ursprung i hippocampus, även om vissa hade onormal aktivitet med ursprung i delar av cortex, eller i båda områdena. Vi lärde oss att personer med ursprung i hippocampus tenderar att reagera bättre på högfrekvent stimulans, sa Morrell, medan de vars anfall har sitt ursprung i neocortex svarar bättre på något lägre frekvenser.

Neurokirurger är också entusiastiska över enhetens potential att hjälpa dem att bättre förstå epilepsi. Vi har, i vissa fall, fyra till fem år av kontinuerlig aktivitet, säger Bergey, inspelad när människor går i vardagen.

Det finns alla möjliga intressanta fenomen vi kan börja titta på och förstå, tillägger Vives. Till exempel kan forskare avgöra om mönstren som indikerar början av ett anfall förändras över tiden, eller om det finns vissa faktorer som förutsäger resultatet av ett anfall. Det är frågor vi aldrig kunde svara på tidigare, säger Vives.

Dölj