Odrastanie uszkodzonego mózgu

W ostatnich latach naukowcy odkryli, że mózg ma niezwykłą zdolność samonaprawy. Mając nadzieję na wykorzystanie tej zdolności, naukowcy opracowali technologię dostarczania stymulacji elektrycznej bezpośrednio do tkanki mózgowej. Terapia, obecnie testowana w dużych badaniach klinicznych, może wzmocnić mechanizmy naprawcze mózgu i poprawić powrót do zdrowia po udarze.

Płaska elektroda 1x1 umieszczona nad zewnętrzną błoną mózgu stymuluje tkankę korową poniżej bez odczuwania przez użytkownika uczucia. Urządzenie może pomóc pacjentom odzyskać sprawność ruchową po udarze. (Dzięki uprzejmości Northstar Neuroscience.)

Badania na zwierzętach laboratoryjnych i ludziach wykazały, że po udarze neurony w pobliżu uszkodzonej tkanki zaczynają się reorganizować, próbując zrekompensować uszkodzone obszary. Jednak ta zdolność leczenia może zostać trafiona lub chybiona – niektórzy pacjenci odzyskują zdolność chodzenia lub mówienia, podczas gdy inni zostają trwale niepełnosprawni.

[ Kliknij tutaj, aby zobaczyć ilustracje obszarów mózgu i funkcji urządzenia.]

W wielu przypadkach pacjenci mogą stymulować powrót do zdrowia poprzez praktykę. Na przykład ktoś, kto utracił funkcję lewej ręki, może ćwiczyć tą ręką różne ruchy, aby wzmocnić wrodzone mechanizmy naprawcze mózgu. Ale w większości przypadków ta neuroplastyczność nie idzie wystarczająco daleko, mówi Alan Levy, dyrektor generalny Neuronauka Northstar , firma produkująca urządzenia medyczne z siedzibą w Seattle w stanie Waszyngton.

Dlatego Levy i współpracownicy opracowali sposób na stymulację określonych części kory mózgowej w celu dalszego wzmocnienia naturalnej neuroplastyczności mózgu. Technologia okazała się obiecująca we wstępnych badaniach na ludziach – naukowcy odkryli, że pacjenci otrzymujący zarówno terapię rehabilitacyjną, jak i stymulację poprawili się o 15 do 30 procent w standardowych testach funkcji ręki i ramienia; podczas gdy kontrola, która przeszła tylko fizjoterapię, poprawiła się tylko o 0 do 12 procent. Northstar sponsoruje obecnie większe badanie kliniczne w 18 ośrodkach rehabilitacyjnych w Stanach Zjednoczonych.

Eksperci ostrzegają jednak, że jest zbyt wcześnie, aby powiedzieć, jak skuteczna lub szeroko stosowana będzie ta technologia. Musimy zobaczyć badania w większych grupach, aby wiedzieć, czy jest to skuteczne, mówi Douglas Katz , neurolog z Boston University Medical School i w jakich okolicznościach jest skuteczny, np. w miejscu udaru, czasie po udarze [w którym stosuje się leczenie] i jaka stymulacja jest konieczna. Dodaje Katz: Myślę jednak, że te techniki są bardzo obiecujące.

Korzyści mogą również zależeć od ciężkości udaru. Możliwe, że ta terapia będzie skuteczna tylko u pacjentów ze stosunkowo łagodnymi dysfunkcjami – mówi Randolph Nudo, dyrektor Landon Center na temat starzenia się w University of Kansas Medical Center w Kansas City, który bada wpływ technologii Northstar na zwierzęce modele udaru. Osoby, które przeszły poważniejszy udar, a zatem mają mniej neuronów, aby zrekompensować uszkodzony obszar, mogą nie odnieść korzyści ze stymulacji.

Nudo i współpracownicy prowadzą wyczerpujące badania na zwierzętach, aby określić najskuteczniejsze parametry leczenia stymulacji korowej, a także czy można rekrutować odległe obszary mózgu do pomocy osobom z cięższym udarem.

W procedurze stymulacji korowej lekarze najpierw mapują zakres uszkodzeń za pomocą obrazowania mózgu. Na przykład ruch ręki jest regulowany przez określoną część kory ruchowej, warstwę mózgu, która zarządza ruchem. Lekarze używają funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, który mierzy przepływ krwi w różnych częściach mózgu, aby zlokalizować uszkodzoną część kory, a także sąsiednie obszary, które próbują przejąć kontrolę nad uszkodzoną ręką. Neurochirurg następnie wierci mały otwór w czaszce nad tym obszarem i umieszcza płaską elektrodę na powierzchni opony twardej, twardej membranie pokrywającej mózg, aby stymulować obszar korowy poniżej.

Stymulator jest zasilany przez urządzenie przypominające rozrusznik, wszczepiane w klatkę piersiową i połączone z elektrodą przewodem wkręconym pod skórę. Lekarz lub fizjoterapeuta może włączać i wyłączać stymulator za pomocą bezprzewodowego kontrolera. Stymulator włącza się tylko wtedy, gdy pacjenci wykonują ćwiczenia rehabilitacyjne; pacjenci biorący udział w badaniu klinicznym Northstar zostaną poddani intensywnemu sześciotygodniowemu programowi fizjoterapii.

Naukowcy nie wiedzą jeszcze dokładnie, jak działa stymulacja elektryczna, ale badania na modelach zwierzęcych dają pewne wskazówki. Uważamy, że zmieniamy pobudliwość neuronów w oszczędzonym obszarze tkanki, mówi Nudo.

Neurony komunikują się, przesyłając sobie nawzajem wiadomości elektryczne. Na przykład, gdy osoba porusza ręką, aby podnieść filiżankę, neurony w korze ruchowej uruchamiają się, aby nakazać ruch mięśniom ramion. Jeśli neurony w regenerującym się obszarze mózgu są stymulowane elektrycznie w tym samym czasie, w którym pacjent próbuje poruszyć miseczką, neurony te mogą łatwiej wystrzelić. Naukowcy przypuszczają, że przy wielokrotnej praktyce i stymulacji elektrycznej neurony te rozwijają nowe połączenia nerwowe, które wzmacniają zdolność pacjenta do podnoszenia miseczki, prowadząc do trwałej zmiany zdolności motorycznych.

W rzeczywistości eksperci twierdzą, że to połączenie stymulacji i terapii jest kluczem do tego leczenia. Technologia zwiększa skuteczność własnych, dobrowolnych ruchów pacjenta, mówi Carolee J. Winstein , biokinezjolog i fizjoterapeuta na Uniwersytecie Południowej Kalifornii w Los Angeles. Kombinacja technik wydaje się być skuteczniejsza niż jakakolwiek technika sama w sobie, mówi. Winstein prowadzi część aktualnej próby Northstar.

Stymulator kory mózgowej Northstar nie jest jedynym opracowywanym lekiem, który zwiększa neuroplastyczność po udarze. Niektórzy neurolodzy badają przezczaszkową stymulację magnetyczną, nieinwazyjną metodę stymulacji określonych obszarów mózgu. Inni opracowują leki zwiększające neuroplastyczność. Ale Nudo mówi, że bezpośrednia stymulacja elektryczna może mieć pewne zalety. Możemy lepiej kontrolować lokalizację stymulacji, a także inne parametry, takie jak częstotliwość – mówi. Nie masz takiej kontroli z narkotykiem.

Northstar ma ostatecznie nadzieję na opracowanie technologii dla szerokiego zakresu zaburzeń, w tym urazów mózgu, zaburzeń słuchu i bólu, zaburzeń ruchu i zaburzeń neuropsychiatrycznych. Firma obecnie sponsoruje badania kliniczne afazji (utrata mowy), szumów usznych (dzwonienie w uszach) i niedowładu połowiczego (osłabienie po jednej stronie ciała).

Chris Ware, były policjant, dziewięć lat temu doznał udaru, w wyniku którego został częściowo sparaliżowany w prawym boku. Po udarze nauczył się ponownie chodzić i mówić, ale nadal był poważnie osłabiony. Po wzięciu udziału w badaniu klinicznym technologii Northstar w 2004 roku, był w stanie zrobić o wiele więcej samodzielnie, na przykład wiązać buty i prowadzić samochód.

Koncepcja plastyczności neuronalnej tchnęła nowe życie w potencjał większego powrotu do zdrowia po uszkodzeniu mózgu, mówi Winstein. Myślę, że zobaczymy rozwój wielu nowych technologii i zabiegów, które będą próbować wykorzystać tę naturalną zdolność. To bardzo ekscytujący czas na odwyku.

ukryć