Подход, разработанный в Центре Бернштейна во Фрайбурге и в кластере передового опыта BrainLinks-BrainTools во Фрайбургском университете, предлагает значительный шаг вперед в исследованиях инновационных методов лечения болезни Паркинсона (БП): «В настоящее время существует только два общих метода лечения этого заболевания. «Либо вы можете вводить лекарства, либо, если это не работает, нужно прибегать к электрической стимуляции, так называемой глубокой стимуляции мозга», — объясняет Влахос. В последнем подходе, который в настоящее время основан на методе, известном как стимуляция с разомкнутым контуром, электрод имплантируется в мозг пациента, чтобы обеспечить непрерывную серию импульсов стимуляции. «В принципе, это похоже на кардиостимулятор», — говорит Влахос.
Однако симптомы болезни Паркинсона непостоянны. И поэтому, как утверждают исследователи, постоянная стимуляция мозга одним и тем же сигналом — не самое эффективное лечение.«В нашем подходе с обратной связью электрод обеспечивает стимул, который адаптируется к мгновенным симптомам.
С помощью этого метода мы надеемся избежать некоторых побочных эффектов, таких как дисбаланс походки или нарушение речи, которые возникают при традиционном лечении DBS», — объясняет Влахос. В этом новом подходе с обратной связью активность мозга записывается и подается на нейропротезное устройство, которое затем регулирует силу стимуляции.
Контроллер постоянно отслеживает активность мозга, которая отражает тяжесть симптомов болезни Паркинсона. Характер регистрируемой активности определяет сигнал стимуляции. Если требуется более сильная стимуляция, управляющий вход становится сильнее, если активность становится слабее, стимуляция ослабляется, и если нет патологической активности, устройство не будет обеспечивать никакой стимуляции. «Это продлевает срок службы батареи и, следовательно, увеличивает интервалы между подзарядкой и техническим обслуживанием — очевидное преимущество для пациента, несущего батарею», — объясняет исследователь.Тот же подход можно использовать для лечения других заболеваний головного мозга, таких как эпилепсия или шизофрения.
Более того, метод Влахоса можно также использовать для разработки контроллеров для неинвазивной стимуляции, таких как методы транскраниальной стимуляции. Это означает, что мозг можно стимулировать извне, без необходимости просверливать отверстие в черепе и вживлять электрод в мозг.
Метод стимуляции с обратной связью, разработанный Влахосом и его коллегами, может быть дополнительно адаптирован для воздействия на мозговую активность для решения фундаментальных научных вопросов: «Например, когда животные обращают внимание на ввод, часто наблюдается усиление колебаний. Используя наш контроллер, мы можем модулировать силы колебаний и проверьте, влияют ли такие колебания сети на наше внимание ». После многообещающих результатов компьютерного моделирования, моделирующего динамику активности больших сетей нейронов, следующим шагом будет проверка подхода на животных моделях, прежде чем его можно будет протестировать на людях.