Hluboká mozková stimulace zaměřená na thalamus zlepšuje kognici u pacientů s poraněním mozku

V nedávné studii zveřejněné v časopise Přírodní medicínaVýzkumníci hodnotili účinnost a bezpečnost hluboké mozkové stimulace (DBS) v centrálních laterálních thalamických jádrech (CL) a souvisejícím dorzálním mediálním tegmentálním traktu (CL/DTTm) u jedinců se středně těžkým až těžkým traumatickým poraněním mozku (msTBI).

Studie naznačují, že deficity ve výkonné funkci a rychlosti zpracování informací u pacientů s msTBI zhoršují kvalitu života a sociální obnovení, přičemž kritickým uzlem jsou CL thalamická jádra. V současné době neexistuje účinná léčba těchto abnormalit, přičemž „teorie průměrného okruhu“ uvádí jako přispěvatel hypoaktivitu CL.

Stady: Thalamická hluboká mozková stimulace u traumatického poranění mozku: fáze I, randomizovaná studie proveditelnosti. Obrazový kredit: Cypro/Shutterstock

O studiu

V současné randomizované studii proveditelnosti fáze 1 výzkumníci hodnotili účinnost a bezpečnost CL DBI u lidí s chronickým postižením spojeným s traumatickým poraněním mozku, ovlivňujícím každodenní fungování a zaměstnatelnost.

Cílem studie bylo použití thalamických DBS elektrod k vytvoření léčby přetrvávajících kognitivních poruch u pacientů s msTBI. Jako stimulační cíle bylo zvoleno laterální dělení centrálního laterálního jádra thalamu a jeho doprovodný svazek vláken DTTm. Provedli biofyzikální modelování, aby orientovali virtuální mozkové stimulační elektrody v balíčku CL/DTTm pro každého jednotlivce v závislosti na amplitudách a umístění stimulace. Výzkumníci zkoumali bezpečnost a účinnost thalamického DBS při léčbě kognitivních poruch.

Studie zahrnovala jedince s msTBI [Glasgow Coma Scale (GCS) scores of 3 to 12]a funkční postižení a kognitivní poruchy (GOS-E skóre 5 až 7). Tým obdržel 419 žádostí o zkoušku a vyhodnotil způsobilost 15 jedinců. Šest jedinců bylo zapsáno a náhodně přiděleno od srpna 2018 do května 2021. Tým vyloučil devět nezpůsobilých jedinců, přičemž šest jedinců, čtyři muži a dvě ženy s anamnézou traumatického poranění mozku, zůstalo k analýze.

Výzkumníci náhodně přiřadili účastníky ke kterémukoli ze tří základních stavů trvajících 30 dní, 44 dní nebo 58 dní po operaci. Účastníci byli dvojitě zaslepení po titrační fázi, 90denním otevřeném období léčby a 21denním pokračování nebo ukončení léčby, aby se minimalizoval vliv zkreslení účastníka a zkoušejícího na konečné hodnocení výsledku. Primárním výsledkem účinnosti bylo zvýšení výkonné kontroly měřené rychlostí zpracování a zkrácení času potřebného k dokončení části B testu tvorby stezky (TMT-B) alespoň o 10 % od výchozího stavu (před operací) do závěru léčebné období 2 roky, tři měsíce.

Výzkumníci provedli polostrukturované rozhovory a provedli post-hoc analýzu, aby prozkoumali konzistenci implantací elektrod v rámci lidské struktury CL/DTTm. Vybudovali vlastní kanál pro zpracování dat a identifikovali CL neurony a svazek vláken DTTm jako klíčové struktury pro aktivaci DBS pro převod preklinických výsledků. Syntetický atlas byl vytvořen ke koordinaci umístění elektrod mezi pěti jednotlivci pomocí zobrazování magnetickou rezonancí ve volném dosahu bílé hmoty (MRI), automatizované segmentace thalamu, DTI a biofyzikálního modelování aplikovaných elektrických polí. Výzkumníci vyhodnotili reakce vyvolané EEG, aby posoudili konzistenci fyziologických účinků mezi jednotlivci a porovnali své nálezy s výsledky dvou podskupin pacientů s MSTBI.

Výsledek

Všech šest jedinců mělo bilaterální svody DBS bez incidentů. Nové zobrazovací a thalamické segmentační postupy a biofyzikální modely odhadu umožnily přesnou lokalizaci centrálních laterálních jader účastníků a vláken DTTm. Pět pacientů dokončilo všechna hodnocení výsledků a dosáhlo primárního cíle (práh zlepšení o 10 % od výchozího stavu do konce fáze léčby u TMT-B; medián zlepšení 32 %).

Dva subjekty dosáhly kritérií zlepšení, dva zůstaly stabilní a jeden splnil kritérium poklesu pro sekundární cíl, změnu únavy TBIQoL. Čtyři účastníci studie (průměr 33 %) prokázali zlepšení o více než 10 %. Všech pět subjektů vykazovalo lepší skóre TMT-A pro rychlost vizuálního vyhledávání, což může souviset s hrudními frontálními funkcemi a rychlostí zpracování dat. Test Ruff 2&7, který měří selektivní pozornost v načasovaných situacích, odhalil významné zisky mezi čtyřmi lidmi, kteří test dokončili.

Dva jednotlivci postoupili do vyšší střední úrovně nižší kategorie postižení GOS-E. Funkční stavy zbývajících tří jedinců zůstaly konstantní. Tým hodnotil skóre TMT-B ve dvou obdobích (po operaci a při zahájení léčby), kterým předcházela expozice hluboké mozkové stimulaci. Tři z pěti jedinců se dobrovolně účastnili zaslepené fáze náhodného vysazení. Pouze jeden subjekt náhodně zařazený do stavu OFF vykázal 34% snížení skóre TMT-B, což naznačuje abstinenční účinky.

Navzdory rozdílům v atrofii studie detekovala podobné metody cílení pro detekci toku vláken z laterálního křídla CL do DTTm napříč subjekty. Časový průběh a prostorová lokalizace hemisfér P4 v předním mozku byly srovnatelné, což naznačuje, že P4 dostával terapeutickou stimulaci v obou hemisférách.

Celkově výsledky studie prokázaly, že hluboká mozková stimulace (DBS) pomocí CL/DTTm může zlepšit výkonnou kontrolu u pacientů s msTBI během období chronického zotavování. Výsledky ukázaly, že hluboká mozková stimulace (DBS) zlepšila výkonné funkce pomocí primárních a funkčních hodnocení a sekundárních opatření zaměřených na únavu, psychické zdraví a globální fungování. Technika cílení použitá ve studii zahrnovala husté shlukování aktivních elektrodových svodů v umělém atlasovém thalamu. Někteří jedinci však měli přechodné smyslové účinky a další nepříznivé účinky.