В новом исследовании, которое может улучшить терапевтическую эффективность глубокой стимуляции мозга (DBS) при психических расстройствах, таких как депрессия, группа ученых показывает, что, когда DBS применяется к определенной области мозга, это улучшает когнитивный контроль пациентов над своим здоровьем. поведение за счет увеличения мощности определенного низкочастотного ритма головного мозга в их префронтальной коре.
Результаты, опубликованные 4 апреля в Nature Communications, предполагают, что усиление «тета-ритмов», легко обнаруживаемое в записях ЭЭГ, может предоставить нейрохирургам и психиатрам надежную, объективную и быструю обратную связь, необходимую им для точной настройки расположения. и «дозировка» электростимуляции DBS. При болезни Паркинсона, где DBS оказалась наиболее успешной, такая обратная связь доступна через уменьшение тремора пациента. Но для депрессии или обсессивно-компульсивного расстройства симптомы могут быть более тонкими, субъективными и медленно проявляющимися.
«Это важный шаг вперед в психиатрической стимуляции мозга», – сказал Алик Видж, ведущий автор статьи. Видж начал свою работу, будучи научным сотрудником Института обучения и памяти Пикауэра в Массачусетском технологическом институте и научным сотрудником Массачусетской больницы общего профиля (MGH). Сейчас он доцент кафедры психиатрии Медицинской школы Университета Миннесоты. “Это исследование показывает нам конкретный механизм того, как DBS улучшает работу мозга пациентов, что должно позволить нам лучше определить, кто может получить пользу и как оптимизировать их индивидуальное лечение.”
DBS увеличивает контроль
Во главе исследования команда, также возглавляемая Эрлом Миллером, профессором нейробиологии Пикауэра в Массачусетском технологическом институте, и Дарином Догерти, адъюнкт-профессором психиатрии Гарвардской медицинской школы и директором отдела нейротерапии в MGH, знала, что DBS применяется к вентральной части мозга. внутренняя капсула и вентральное полосатое тело (VCVS) показали смешанные результаты при лечении ОКР и депрессии. Общей чертой обоих состояний является дефицит когнитивного контроля, функции управления автоматическим или привычным поведением посредством сознательной воли (например, преодоление повторяющихся негативных эмоций, которые являются признаком депрессии). Когнитивный контроль частично осуществляется префронтальной корой, которая участвует в цепях, проходящих через область VCVS. Более того, тета-ритмы считаются средством, с помощью которого нейроны префронтальной коры могут синхронизировать и управлять активностью нейронов в других регионах.
Таким образом, рабочая гипотеза команды заключалась в том, что DBS может помочь пациентам за счет увеличения тета-ритмов в этих важных цепях когнитивного контроля, связывающих префронтальную кору с VCVS, тем самым позволяя коре более эффективно контролировать атипичные эмоции. Если бы они могли считывать тета-ритмы пациента и оптимально усиливать их с помощью DBS, рассуждали они, возможно, они увидели бы усиление когнитивного контроля.
Чтобы выяснить это, они работали с 14 добровольцами в MGH, 12 из которых ранее получали лечение DBS от депрессии, а двое других – от ОКР. Исследователи дали каждому участнику «конфликтную» задачу, в которой они должны были идентифицировать число в последовательности из трех чисел, которые были разными (например, «2» в «332»), несмотря на яркое и намеренное отвлечение фона эмоционально вызывающим образом изображением. (как очаровательные щенки или злая акула). Повышение когнитивного контроля означало бы более быстрое время реакции, позволяющее определить правильную уникальную цифру.
Исследователи записали мозговые волны испытуемых, когда они выполняли задание, один раз с включенным DBS, а второй – с выключенным. Они обнаружили, что при включенном DBS люди действительно быстрее делали свой выбор (преодолевая «вмешательство» или конфликт эмоциональной картины). Разницы в точности не было, это означает, что испытуемые не жертвовали точностью, чтобы набрать больше скорости. Между тем тета-ритмы в коре заметно увеличиваются в связи как со стимуляцией в VCVS, так и с улучшением поведения за счет более быстрого времени реакции.
«Это исследование демонстрирует ценность стимуляции с обратной связью», – сказал Миллер. “Мы считываем естественные ритмы мозга, а затем усиливаем их с помощью стимуляции. Мы увеличили ритмы, которые уже были. Это предполагает, что ритмы мозга играют роль в познании и что мы можем лечить когнитивные дефициты, манипулируя этими ритмами.”
Авторы признали, что исследование было относительно небольшим, и поскольку все участники получали DBS в качестве лечения, точные настройки стимуляции у отдельных участников были разными. Видж предупредил, что для проверки результатов будет важно провести более стандартизированное исследование. Однако авторы заявили, что при дальнейших исследованиях тета-ритмы могут стать биомаркером для калибровки DBS-лечения психических расстройств, когда когнитивный контроль имеет решающее значение. Более того, индивидуальная настройка тета-ритмов с помощью DBS VCVS может привести к новым методам лечения психических расстройств, когда когнитивный контроль – и гибкость поведения, возникающая в результате осознанного намерения преодолеть повторяющиеся эмоции или принуждения – имеет решающее значение.
«Текущее исследование демонстрирует, что DBS в одобренной FDA цели для психиатрических заболеваний, как показано, влияет на конкретный симптом, лежащий в основе множественных психических заболеваний, а именно на когнитивную гибкость», – сказал Догерти. «Эти результаты показывают, что изучение эффектов DBS« под »диагнозом, на уровне симптомов, может привести к применению при других психических заболеваниях в краткосрочной перспективе и, возможно, к более персонализированным медицинским подходам к DBS в долгосрочной перспективе.”