Individualiai pritaikyta gilioji smegenų stimuliacija pagerina eiseną sergant Parkinsono liga

Sergant Parkinsono liga, ėjimo gebėjimo pokyčiai gali būti labai ryškūs. Vadinamoji „parkinsoniška eisena“ gali apimti žingsnio ilgio pokyčius ir asimetriją tarp kojų. Šie eisenos sutrikimai sumažina žmogaus judrumą, padidina kritimų riziką ir labai paveikia paciento gyvenimo kokybę.

Nors aukšto dažnio gilioji smegenų stimuliacija (DSS) yra labai veiksminga mažinant tremoro, rigidiškumo ir bradikinezijos (judesių sulėtėjimo) simptomus, jos poveikis eisenai yra labiau kintamas ir mažiau nuspėjamas pacientams, turintiems sunkių eisenos sutrikimų. Pagrindiniai iššūkiai gerinant DDS rezultatus gydant eisenos sutrikimus išlieka standartizuoto eisenos rodiklio, kurį gydytojai galėtų naudoti koreguodami stimuliacijos parametrus, trūkumas, taip pat skirtingų stimuliacijos veiksnių poveikio eisenai supratimo stoka.

Neseniai atliktame tyrime Kalifornijos universiteto San Franciske (UCSF) mokslininkai sukūrė sistemingą būdą kiekybiškai įvertinti pagrindinius Parkinsono ligai būdingus eisenos aspektus ir, naudodami mašininio mokymosi metodus, kiekvienam pacientui parinko optimalius DBS nustatymus. Šie suasmeninti nustatymai lėmė reikšmingus eisenos pagerėjimus, pavyzdžiui, greitesnius ir stabilesnius žingsnius, nepabloginant kitų simptomų.

Jų tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „npj Parkinson's Disease“.

„DBS nustatymų optimizavimo užduotį ėmėmės kaip inžinerinės problemos, siekdami modeliuoti stimuliacijos parametrų, smegenų aktyvumo ir eisenos charakteristikų ryšį“, – teigė pirmasis autorius Hamidas Fekri Azghomi, daktaras, UCSF Wang laboratorijos podoktorantūros bendradarbis.

Kaip optimizuoti eisenos našumą

Tyrimo metu Parkinsono liga sergantiems pacientams buvo implantuoti DBS prietaisai, kurie ne tik stimuliavo smegenis, bet ir registravo nervų aktyvumą jiems einant. Klinikinių vizitų metu DBS parametrai buvo keičiami saugiose ribose, siekiant ištirti jų poveikį eisenos funkcijai. Reaguodami į kiekvieną nustatymų rinkinį, pacientai nuėjo maždaug šešių metrų uždarą ratą, nuolat registruodami nervų duomenis ir eisenos kinematiką.

Tyrėjai sukūrė ėjimo našumo indeksą (WPI), kuris įvertino tokius eisenos rodiklius kaip žingsnio ilgis, žingsnio greitis, rankos mostų amplitudė ir eisenos koherencija. Apjungus šiuos rodiklius, WPI pateikė išsamų eisenos vertinimą, apimantį kelis Parkinsono ligos paveiktos motorinės funkcijos aspektus.

„Mūsų rezultatai patvirtino, kad WPI efektyviai užfiksavo DBS nustatymų pokyčius ir atitiko paciento bei gydytojo vertinimus kiekvieno vizito metu“, – teigė Azgomi. „Šis patvirtinimas patvirtina, kad WPI yra veiksmingas rodiklis, skirtas vertinti ir tikslingai taikyti eisenos pagerėjimą žmonėms, sergantiems Parkinsono liga. Naudodami šiuos metodus, galėjome numatyti ir nustatyti suasmenintus DBS nustatymus, kurie pagerino WPI.“

Tyrėjai taip pat nustatė smegenų veiklos modelius, susijusius su pagerėjusiu ėjimu. Naudodami daugiamatinius modelius, autoriai nustatė unikalią neuronų dinamiką, kuri skiria optimalų eiseną nuo mažiau efektyvių. Pagerėjusi eisena buvo susijusi su sumažėjusiu beta diapazono smegenų bangų aktyvumu tam tikrose eisenos ciklo fazėse globus pallidus – smegenų srityje, susijusioje su raumenų netekimu žmonėms, sergantiems Parkinsono liga.

Šie duomenys kartu su nustatytais individualiais neuroniniais biožymenimis pabrėžia individualizuotų, duomenimis pagrįstų intervencijų svarbą gerinant Parkinsono liga sergančių žmonių eiseną.

„Šis darbas ne tik pagilina mūsų supratimą apie tai, kaip DBS veikia judėjimą, bet ir parodo individualizuotos neuromoduliacijos potencialą gydant Parkinsono ligą ir kitus neurologinius sutrikimus, priartindamas mus prie išmanesnių ir veiksmingesnių gydymo būdų“, – teigė vyresnioji tyrimo autorė Doris Wang, neurochirurgė ir UCSF neurochirurgijos docentė.