Stimulácia mozgu injekciami: čo dnes vieme o neurostimulácii a injekčných biomateriáloch

Stimulácia mozgu injekciami nie je jednotný liečebný postup, ale označenie pre odlišné prístupy, ktoré využívajú chemické impulzy alebo injekčne podávané biomateriály na ovplyvnenie nervového systému a podporu obnovy poškodeného tkaniva. Na rozdiel od hĺbkovej mozgovej stimulácie, pri ktorej sa do mozgu implantujú elektródy, injekčný biomateriál sa v súčasnosti skúma najmä v predklinických modeloch ischemickej cievnej mozgovej príhody.

Výskumníci z Dukovej univerzity v Durhame v Severnej Karolíne v USA vyvinuli injekčný biomateriál, ktorý by mohol pomôcť mozgu zotaviť sa z poškodenia spôsobeného ischemickou cievnou mozgovou príhodou. V experimentoch na myšiach tento materiál premenil dutinu vzniknutú v dôsledku straty mozgového tkaniva na prostredie priaznivejšie pre hojenie.

Čo znamená stimulácia mozgu injekciami

Neurostimulácia je súbor techník, ktoré špecificky ovplyvňujú nervový systém pomocou elektrických, magnetických alebo chemických impulzov. Jej hlavným cieľom je modulovať nervovú činnosť a tým dosiahnuť terapeutický účinok.

Pri injekčnom prístupe nejde o elektrické impulzy vysielané implantovaným zariadením, ale o podanie látky priamo do určitého tkaniva alebo poškodeného priestoru. V skúmanom modeli po cievnej mozgovej príhode injekcia nevytvára nový mozog, ale upravuje lokálne prostredie tak, aby doň mohli vstúpiť vlastné bunky organizmu, komunikovať a podieľať sa na obnove vaskularizovaného tkaniva.

„Nezavádzame do mozgu len nejaký materiál,“ povedala Tatiana Segurová. „Vytvárame lokálne prostredie, ktoré dokáže koordinovať viaceré zložky opravnej reakcie.“

Injekčný biomateriál po ischemickej cievnej mozgovej príhode

Každý rok postihujú ischemické mozgové príhody milióny ľudí. K týmto príhodám dochádza, keď krvná zrazenina zablokuje prietok krvi do časti mozgu.

Núdzové liečebné postupy, ako sú lieky na rozpúšťanie zrazenín a zákroky, pri ktorých sa zrazenina fyzicky odstráni, môžu obnoviť krvný obeh a pomôcť zachrániť mozgové tkanivo, ktoré je ešte životaschopné. Ak však mozgové tkanivo odumrie, obnovenie krvného obehu nedokáže nahradiť to, čo už bolo stratené.

Závažné cievne mozgové príhody môžu zničiť značné množstvo tkaniva, pričom na mieste, kde kedysi existovalo zdravé mozgové tkanivo, zostane dutina. Po tom, ako lekári odstránia zrazeninu, závisí zotavenie do veľkej miery od rehabilitácie.

Rehabilitácia môže pomôcť prežívajúcim mozgovým obvodom prispôsobiť sa, ale priamo neobnoví poškodenú oblasť. „Keď už mozgové tkanivo odumrelo, obnovenie prietoku krvi nestačí,“ uviedla Tatiana Segurová, vyznamenaná profesorka biomedicínskeho inžinierstva na Dukovej univerzite.

Ako injekčný materiál funguje

Tatiana Segurová a jej tím sa snažili vytvoriť prostredie vnútri dutiny po mozgovej príhode, ktoré by mohlo podporovať viacero typov regenerácie naraz. Použili MAPS, teda mikroporézne nosné štruktúry zo žíhaných častíc.

Tieto nosné štruktúry sa skladajú z jednotlivých mikročastíc hydrogélu, ktoré sa zoskupujú do poréznej štruktúry. Otvorené priestory poskytujú bunkám kostru, do ktorej môžu vstúpiť a ktorú môžu využívať pri obnove neurónového tkaniva.

Na základe predchádzajúcich úspechov s týmto biomateriálom chceli výskumníci zistiť, či by mohli využiť aj imunitný systém organizmu na usmerňovanie a posilňovanie procesu regenerácie.

Výskumníci získali EV z astrocytov vypestovaných v laboratóriu a testovali ich s rôznymi signálnymi molekulami určenými na prilákanie imunitných buniek, podporu opravy krvných ciev a zlepšenie funkcie.

Úloha extracelulárnych vezikúl

Astrocyty komunikujú s okolitými bunkami čiastočne uvoľňovaním extracelulárnych vezikúl (EV). Tieto mimoriadne malé štruktúry obsahujú proteíny, lipidy a genetický materiál, ktoré môžu ovplyvňovať správanie iných buniek.

Namiesto toho, aby vedci jednoducho injekčne vpichli EV do poškodenej oblasti, chemicky ich pripevnili na povrch mikročastíc hydrogélu. Týmto spôsobom sa signály udržali sústredené v rámci nosnej štruktúry, čo prichádzajúcim bunkám poskytlo lepšiu príležitosť na stretnutie s nimi.

Jedna kombinácia signálov vynikla, konkrétne IL-4 a C1q boli obzvlášť účinné pri priťahovaní potenciálne prospešných imunitných buniek do poškodenej oblasti.

Imunitné bunky a regenerácia mozgového tkaniva

V rámci tejto časti stratégie sa zamerali na astrocyty. Tieto hviezdicovité bunky zohrávajú dôležitú úlohu v normálnej funkcii mozgu a rýchlo reagujú v prípade poškodenia mozgu.

Medzi bunky priťahované do poškodenej oblasti patrili makrofágy, ako aj prekvapivo vytrvalá populácia neutrofilov. Neutrofily sa často spájajú so zápalom a s poškodením tkanív v počiatočných fázach cievnej mozgovej príhody.

Nové výsledky naznačujú, že ich úloha môže byť zložitejšia. V neskoršej fáze po poškodení a za prítomnosti správnych signálov a vhodného prostredia môžu neutrofily, naopak, pomáhať pri regenerácii tkanív.

Výskumníci overili ich dôležitosť znížením populácie imunitných buniek bohatých na neutrofily. Keď tak urobili, tvorba krvných ciev sa podstatne znížila a došlo k menšej prestavbe tkanivovej kostry.

Výsledok naznačil, že tieto imunitné bunky zohrávajú dôležitú úlohu v hojivom procese. „Tento výsledok mení náš pohľad na neutrofily po mozgovej príhode,“ povedal Šang-ťing Sin, vedúci vedec štúdie a postdoktorand v laboratóriu Tatiany Segurovej.

„Zdá sa, že ich úloha závisí od toho, kedy dorazia, kde sa nachádzajú a aké signály prijímajú zo svojho okolia. Naša štúdia demonštruje potenciálnu inžiniersku stratégiu na nábor a udržanie týchto buniek v správnom čase.“

Nové cievy, nervové vlákna a zlepšenie pohybu

Keď imunitné bunky prenikli do ošetrenej oblasti, v celej dutine po cievnej príhode sa vytvorili aj nové krvné cievy. Výskumníci objavili väčší počet axónových vlákien tak vnútri, ako aj v okolí poškodenej oblasti.

Axóny sú kľúčové štruktúry, ktoré umožňujú mozgovým bunkám prenášať signály. Tieto biologické zmeny sprevádzalo zlepšenie pohybových schopností.

Myši liečené optimalizovaným nosným materiálom dosiahli lepšie výsledky v teste chôdze po mriežke, ktorý bol navrhnutý na meranie chýb pri umiestňovaní predných končatín.

Po ôsmich týždňoch sa ich výkonnosť štatisticky nelíšila od výkonnosti zdravých kontrolných myší. Toto zlepšenie pretrvávalo aj počas zvyšku štúdie.

Prečo samotné extracelulárne vezikuly nestačili

Výskumníci tiež testovali, či by extracelulárne vezikuly mohli vyvolať podobné účinky bez nosného materiálu z biomateriálu. To sa im však nepodarilo.

EV nedokázali vyvolať porovnateľnú opravu krvných ciev. Toto zistenie naznačuje, že biomateriál robil viac než len transport terapeutických signálov do mozgu.

Jeho porézna štruktúra v kombinácii so schopnosťou udržať signály EV koncentrované v poškodenej oblasti sa zdala byť kľúčová pre opravnú reakciu.

V akej fáze sa injekčná liečba nachádza

Napriek sľubným výsledkom sa tento prístup nachádza stále v predklinickej fáze. Doposiaľ vedci testovali liečbu na myšacích modeloch tak, že látku injekčne podávali priamo do poškodenej oblasti mozgu.

Bude potrebný ďalší výskum, ktorý posúdi bezpečnosť a preverí, ako rôzne populácie imunitných buniek ovplyvňujú zotavenie. Rovnako je potrebné určiť, či liečba funguje aj na väčších modeloch, ktoré sa viac podobajú ľudskej mozgovej príhode.

Vedci v súčasnosti získavajú EV aj z primárnych astrocytov potkanov. Ďalej chcú odborníci preskúmať astrocyty odvodené z ľudských indukovaných pluripotentných kmeňových buniek.

Takéto bunky by mohli predstavovať škálovateľnejší a klinicky relevantnejší zdroj a zároveň poskytnúť výskumníkom väčšiu kontrolu nad signálmi obsiahnutými vnútri EV.

„Ekosystém neobnovíte len tým, že obmedzíte počiatočné poškodenie,“ povedala Tatiana Segurová. „Musíte vytvoriť podmienky, ktoré umožnia návrat života. Takto uvažujeme o dutine po mozgovej príhode.“

Iné formy neurostimulácie mozgu

Neurostimulácia zahŕňa viacero metód, ktoré sa líšia spôsobom podania, cieľom, invazivitou aj tým, či používajú implantované zariadenie.

• Hĺbková stimulácia mozgu (DBS): Chirurgicky implantované elektródy stimulujú špecifické oblasti mozgu.
• Transkraniálna magnetická stimulácia (TMS): Neinvazívna metóda, ktorá využíva magnetické polia na stimuláciu mozgovej kôry.
• Transkraniálna stimulácia jednosmerným prúdom (tDCS): Neinvazívna metóda, ktorá využíva slabý elektrický prúd na moduláciu mozgovej činnosti.
• Stimulácia blúdivého nervu (VNS): Stimulácia blúdivého nervu pomocou elektrických impulzov.

Neurostimulácia sa používa na liečbu širokého spektra ochorení, vrátane Parkinsonovej choroby, epilepsie, depresie, chronickej bolesti, migrény a závislostí.

Neurostimulácia môže pacientom poskytnúť úľavu od ťažkých symptómov a zlepšiť ich kvalitu života. Napríklad u pacientov s Parkinsonovou chorobou môže DBS pomôcť znížiť tras a zlepšiť motorické funkcie.

U pacientov s depresiou môže TMS alebo tDCS pomôcť zlepšiť náladu a znížiť úzkosť.

Hĺbková mozgová stimulácia: injekcia nie je to isté ako implantácia

Hlboká mozgová stimulácia (DBS) je neuromodulačná terapia. Zahŕňa presné implantovanie elektród do určitých hlbokých oblastí mozgu a dodávanie elektrických impulzov generovaných implantovaným generátorom impulzov.

Tieto elektrické impulzy upravujú elektrickú aktivitu týchto oblastí, aby sa dosiahol požadovaný účinok. Parametre pulzu je možné nastaviť pomocou externého programátora.

Hlboká mozgová stimulácia (DBS) je neurochirurgický zákrok, ktorý zahŕňa implantáciu zdravotníckeho zariadenia nazývaného neurostimulátor, ktoré vysiela elektrické impulzy do špecifických oblastí mozgu.

Neurostimulátor je pripojený k elektródam, ktoré sú umiestnené v cieľových oblastiach mozgu, čo umožňuje presnú moduláciu nervovej aktivity. Cieľom DBS je zmierniť príznaky spojené s týmito stavmi a zlepšiť kvalitu života pacientov.

Pri akých ochoreniach sa DBS používa

DBS sa najčastejšie spája s liečbou Parkinsonovej choroby, esenciálneho tremoru a dystónie. Prebiehajúci výskum však rozširuje jej potenciálne využitie aj na iné stavy vrátane obsedantno-kompulzívnej poruchy (OCD), depresie a epilepsie.

Niektoré z bežnejších indikácií sú:

• Parkinsonova choroba
• Základný tremor
• dystónia
• Obsesívno kompulzívna porucha
• Veľká depresia
• Tourettov syndróm
• Medicínsky refraktérna epilepsia

Odteraz je DBS schválený FDA na použitie pri Parkinsonovej chorobe, Tourettovom syndróme, esenciálnom tremore, dystónii a epilepsii. Na celom svete však existujú sľubné výsledky a stále viac sa používa pri mnohých psychiatrických ochoreniach, ako je OCD, depresia a závislosti.

Dokonca aj neurologické ochorenia, ako je Alzheimerova choroba, do určitej miery reagujú. Tieto ochorenia sa najskôr riešia medicínsky.

Tento postup sa zvyčajne zvažuje, keď pacienti nereagujú dostatočne na lieky alebo keď sa vedľajšie účinky liekov stanú neznesiteľnými. DBS sa zvyčajne odporúča, keď pacienti pociťujú významné príznaky, ktoré narúšajú kvalitu ich života, a keď boli iné možnosti liečby vyčerpané alebo už nie sú účinné.

Parkinsonova choroba a neurostimulácia

Parkinsonova choroba je druhým najčastejším neurodegeneratívnym ochorením. Podľa odhadov ňou na Slovensku trpí približne 15-tisíc ľudí.

Jej výskyt sa zvyšuje spolu s pribúdajúcim vekom, najčastejšie u ľudí nad 50 rokov. Výnimkou však nie sú ani pacienti, ktorých choroba postihla pred dovŕšením štyridsiatky (asi 10% pacientov).

Príčinou vzniku Parkinsonovej choroby je odumieranie nervových buniek produkujúcich dopamín. Táto látka zaisťuje správny prenos signálov medzi nervovými bunkami a je dôležitá pre riadenie a koordináciu pohybu a činnosť svalov.

Následné príznaky ako tras, zlá koordinácia pohybu a poruchy reči sú dôsledkom práve ubúdania dopamínu v štruktúrach mozgu. V neskorších fázach choroby sa dostavujú vôľou nezvládnuteľné mimovoľné pohyby a kŕče a široké spektrum nemotorických príznakov.

„Najčastejším a typickým iniciálnym príznakom je tras jednej z horných končatín. Neskôr sa pridružujú samovoľné pohyby, stuhnutosť, pomalosť, problémy s artikuláciou, písaním, či nehybná tvár,“ vysvetľuje neurológ LF UK, doc. MUDr. Peter Valkovič, PhD.

Liečba sa zameriava najmä na zmiernenie nepríjemných prejavov a minimalizáciu zdravotného postihnutia. Pre pacientov, ktorým nezaberá klasická medikamentózna liečba, je na Slovensku už niekoľko rokov dostupná unikátna metóda hlbokej stimulácie mozgu.

Ako DBS ovplyvňuje príznaky Parkinsonovej choroby

Tá prostredníctvom implantovaného neurostimulátora a elektród zavedených do špecifických štruktúr mozgu pomáha pomocou pravidelných elektrických impulzov zmierňovať nepríjemné prejavy Parkinsonovej choroby.

Neurostimulátor, ktorý vysiela elektrické impulzy, implantujú lekári pod kožu v oblasti pod kľúčnou kosťou pacienta a spoja ho s mozgom prostredníctvom elektród.

Tieto elektródy následne dodávajú do špecifických jadier mozgu presne kontrolované elektrické impulzy vysielané neurostimulátorom, ktoré pozitívne ovplyvňujú centrá mozgu zodpovedné za koordináciu svalov a pohybu.

Hĺbková stimulácia mozgu prostredníctvom implantovaného neurostimulátora a elektród, ktoré sú zavedené do mozgu, pravidelnými elektrickými impulzmi zmierňuje nepríjemné prejavy choroby.

Hĺbková stimulácia mozgu je nedeštruktívna, nastaviteľná a bezpečná liečba, ktorá výrazným spôsobom zlepšuje kvalitu života pacientov s Parkinsonovou chorobou a ich rodín.

„Táto technika nahradila staršie operácie, ktorých nevýhodou bola určitá „nezvratnosť“, nemožnosť modulácie efektu, a často permanentné nežiaduce účinky,“ vysvetľuje doc. Valkovič.

Kto môže byť kandidátom na DBS

Nie každý pacient s neurologickou poruchou je kandidátom na hlbokú mozgovú stimuláciu (DBS). Na určenie vhodnosti pre zákrok je potrebné splniť niekoľko klinických situácií a diagnostických kritérií.

Najdôležitejšie kritériá

• Diagnóza poruchy pohybu: Pacienti musia mať potvrdenú diagnózu poruchy pohybu, ako je Parkinsonova choroba, esenciálny tremor alebo dystónia.
• Nedostatočná reakcia na lieky: Kandidáti na DBS zvyčajne nedosiahli uspokojivú kontrolu symptómov pomocou liekov.
• Funkčné poškodenie: Príznaky poruchy musia významne zhoršiť schopnosť pacienta vykonávať denné činnosti.
• Vek a celkový zdravotný stav: Hoci pre DBS neexistuje prísna veková hranica, kandidáti sú zvyčajne vo veku od 30 do 80 rokov.
• Psychologické hodnotenie: Často sa vykonáva psychologické vyšetrenie, aby sa zabezpečilo, že pacient má realistické očakávania ohľadom výsledkov DBS.
• Podporný systém: Pre pacientov podstupujúcich DBS je nevyhnutný silný podporný systém.
• Špecifické ciele mozgu: Výber mozgových cieľov pre stimuláciu je kľúčový.

Okrem toho by pacienti mali byť v dobrom celkovom zdravotnom stave, aby tolerovali operáciu a proces rekonvalescencie. Členovia rodiny alebo opatrovatelia by mali byť zapojení do procesu rozhodovania a mali by byť pripravení pomôcť s regeneráciou a manažmentom zariadenia po operácii.

Kedy DBS nemusí byť vhodná

Hlboká mozgová stimulácia (DBS) je sľubnou možnosťou liečby rôznych neurologických ochorení, ale nie je vhodná pre každého. Určité kontraindikácie môžu spôsobiť, že pacient nie je vhodný na tento zákrok.

• Nekontrolované zdravotné stavy: Pacienti s nekontrolovanými zdravotnými problémami, ako sú závažné srdcové ochorenia, respiračné problémy alebo závažné psychiatrické poruchy, nemusia byť ideálnymi kandidátmi na DBS.
• Riziká infekcie: Jedinci s aktívnymi infekciami, najmä v mozgu alebo okolitých oblastiach, by sa mali vyhýbať DBS.
• Závažné kognitívne poškodenie: Pacienti s výrazným kognitívnym poklesom alebo demenciou nemusia mať z DBS úžitok.
• Zneužívanie látky: Osoby s anamnézou zneužívania návykových látok môžu byť považované za nevhodné pre DBS.
• Nereagujúce podmienky: DBS je zvyčajne vyhradená pre pacientov, ktorí nereagovali na iné liečby.
• Úvahy o veku: Hoci vek sám o sebe nie je striktnou kontraindikáciou, starší pacienti môžu mať vyššie riziká spojené s operáciou a anestéziou.
• Anatomické úvahy: Niektoré anatomické znaky, ako napríklad abnormálne štruktúry mozgu alebo predchádzajúce operácie, ktoré zmenili anatómiu mozgu, môžu komplikovať umiestnenie zariadenia DBS.
• Preferencia pacienta: Napokon, osobná voľba pacienta zohráva významnú úlohu.

Ciele elektrickej stimulácie pri DBS

Hoci neexistujú žiadne odlišné „typy“ hlbokej mozgovej stimulácie (DBS), ktoré by umožnili kategorizáciu rôznych chirurgických zákrokov, existujú rôzne techniky a prístupy, ktoré možno použiť na základe konkrétneho liečeného stavu a potrieb individuálneho pacienta.

Každá z týchto techník zahŕňa starostlivé plánovanie a zváženie jedinečných symptómov a anamnézy pacienta. Výber cieľa je kľúčový pre maximalizáciu prínosov DBS a zároveň minimalizáciu potenciálnych vedľajších účinkov.

Príprava pred DBS

Prvým krokom je dôkladné vyšetrenie neurológom alebo neurochirurgom špecializujúcim sa na DBS. Môže zahŕňať prehľad anamnézy, neurologické vyšetrenia a diskusiu o potenciálnych prínosoch a rizikách zákroku.

Pacienti môžu podstúpiť rôzne vyšetrenia vrátane MRI alebo CT vyšetrení na posúdenie štruktúry a funkcie mozgu. Tieto zobrazovacie vyšetrenia pomáhajú určiť najlepšie umiestnenie elektród.

Pacienti by mali poskytnúť kompletný zoznam liekov, ktoré v súčasnosti užívajú. Niektoré lieky, najmä lieky na riedenie krvi, môže byť potrebné pred operáciou upraviť alebo dočasne vysadiť, aby sa znížilo riziko krvácania.

Na prediskutovanie možností anestézie a akýchkoľvek obáv týkajúcich sa anestézie počas zákroku môže byť potrebné stretnutie s anestéziológom.

Po operácii je nevyhnutné zabezpečiť podporný systém. Pacienti budú potrebovať niekoho, kto ich odvezie domov a bude im pomáhať počas počiatočného obdobia rekonvalescencie.

Ako prebieha implantácia DBS

Zavedenie elektród do mozgu predstavuje jeden z náročnejších chirurgických výkonov. Aby bol výsledok pre pacienta čo najpriaznivejší, je potrebná úzka kooperácia viacerých odborníkov, aj najmodernejšie technické vybavenie.

Hlboká mozgová stimulácia je multidisciplinárny postup, na ktorom sa podieľa neurochirurg vyškolený na DBS, špecialista na pohybové poruchy neurológ, neurofyziológ, neuropsychológ, neuropsychiater a neurotechnik.

V lebke sú vytvorené malé diery a elektródy sú umiestnené presne do hlbokých oblastí mozgu pomocou pokročilých stereotaktických strojov a počítačom podporovanej neuronavigácie.

Potom sú spojovacie drôty tunelované z hlavy do hrudníka cez krk a pripojené k batérii, ktorá je implantovaná do hrudníka.

Implantácia elektród

Samotná implantácia elektród prebieha v lokálnej anestéze, čiže pacient je po celý čas pri vedomí, aby mohli lekári priebežne kontrolovať jeho motorické a kognitívne schopnosti.

Musí napríklad vymenovať všetky mesiace v roku, alebo hýbať rukou podľa pokynov lekárov. Samotný mozog totiž nebolí, pretože neobsahuje príslušné receptory.

Tkanivá, ktoré ich obsahujú, sú znecitlivené anestetikom. Umiestnenie elektród do mozgu je vopred vypočítané pomocou špeciálneho softvéru, na základe údajov z magnetickej rezonancie.

Najčastejšie zaznamenávame elektrickú aktivitu cieľa, aby sme potvrdili jeho polohu. Potom tieto oblasti stimulujeme aj pomocou dočasných elektród, aby sme zhodnotili klinický účinok tejto stimulácie na vlastnosti, ako sú tras a rigidita.

To všetko sa robí pre zabezpečenie vysokej presnosti umiestnenia na submilimetrovej úrovni. Elektródy sú zaistené na mieste.

Implantácia generátora impulzov

Po zavedení elektród nasleduje implantácia neurostimulátora (generátora elektrických impulzov), ktorá už prebieha v celkovej anestéze.

Druhá časť, zvyčajne v celkovej anestézii, zahŕňa vytvorenie kožného vrecka pod kľúčnou kosťou a umiestnenie batérie (implantovateľný generátor impulzov - IPG) tesne pod kľúčnu kosť.

Spojovacie drôty pokožky hlavy sú tunelované do hrudnej dutiny a pripojené k batérii. Po operácii zostane pacient cez noc na JIS.

Zariadenie sa zapne a stimulácia sa začne spravidla po dvoch týždňoch od operácie. Stimulácia sa zvyčajne NEZAČÍNA, aspoň dva týždne po operácii.

Bezrámová implantácia a navigácia

Špecialistom v UNLP Košice pri tak náročnej implantácii pomáha najmodernejšie prístrojové vybavenie, vďaka čomu máme prvé pracoviskom na Slovensku, ktoré vykonáva tzv. bezrámovú implantáciu systému hlbokej mozgovej stimulácie.

Využívajú pritom navigačný systém, ktorý umožňuje presne lokalizovať anatomické štruktúry mozgu. „Vieme sa precízne dostať na presne definované miesto v mozgu a presne sledovať umiestnenie chirurgických nástrojov počas celej operácie,“ vysvetľuje doc. MUDr. Vladimír Kaťuch, PhD., MBA.

V súčinnosti so zobrazovacím systémom navigačný systém vizualizuje anatómiu pacienta počas operácie a doslova vedie lekára na potrebné miesto s absolútnou presnosťou.

Celý systém funguje podobne ako GPS navigácia a skracuje zákrok o polovicu. Doterajšia metóda, implantácia elektród a neurostimulátora, trvá približne šesť hodín.

Výhodou novej bezrámovej metódy je to, že skrátila dĺžku operácie zhruba o polovicu. Zákrok je pre pacienta menej invazívny, komfortnejší a rýchlejší, pacient nemá počas neho hlavu pevne fixovanú v ráme.

Samotná implantácia elektród prebieha v lokálnej anestézii, „čiže pacient je po celú dobu pri vedomí, aby sme mohli priebežne kontrolovať jeho motorické a kognitívne schopnosti.“

Nastavenie stimulácie po operácii

Proces hľadania najlepšieho možného stimulačného parametra, berúc do úvahy účinky a vedľajšie účinky stimulácie, je náročný a váš primárny lekár, zvyčajne vyškolený neurológ, sa hlboko zapojí.

Špecialista na poruchy pohybu naprogramuje generátor impulzov na ambulancii. Teraz existujú pokročilé elektródy, pomocou ktorých môžeme dokonca nasmerovať smer dodávky prúdu.

Niektoré stavy, ako je Parkinsonova choroba alebo esenciálne tras, budú mať okamžité viditeľné účinky. Niektoré stavy, ako je OCD alebo dystónia, neprejavia okamžitý „on“ efekt, ale prejavia sa až po 3-6 mesiacoch.

Na dosiahnutie optimálnych parametrov stimulácie môže byť potrebných niekoľko sedení preprogramovania, čo môže trvať až šesť mesiacov.

Pacienti často dostanú jednoduché zariadenie, pomocou ktorého môžu svoje zariadenia zapnúť alebo vypnúť a nastaviť napätie v každej elektróde.

Batéria a dlhodobá starostlivosť

Batéria a výmena: Výdrž batérie závisí od používania. Existujú nabíjateľné batérie s dlhou životnosťou (zvyčajne 15 rokov), ale každé dva týždne je potrebné ich nabíjať jednu hodinu pomocou externého zariadenia.

Nenabíjateľné batérie, ktoré zvyčajne vydržia 6-7 rokov. Tesne pred koncom životnosti batérie sa vymení.

Pri tomto procese sa znovu otvorí iba hrudná rana a je to pomerne jednoduché. Teraz existujú pokročilé batérie, ktoré tiež dokážu snímať mozgové vlny a poskytnúť programátorovi spätnú väzbu, aby umožnili lepšie programovanie.

Nižšie parametre a vypínanie v prípade potreby (napr. v noci) do značnej miery predĺži výdrž batérie.

Riziká a možné komplikácie DBS

DBS je relatívne bezpečná operácia. Ale ako každý chirurgický zákrok, môžu sa vyskytnúť komplikácie, či už v dôsledku chirurgického zákroku alebo v dôsledku vedľajších účinkov stimulácie.

• Nesprávne umiestnenie elektródy: Niektoré z chirurgických rizík zahŕňajú nesprávne umiestnenie elektródy.
• Krvácanie: Krvácanie pozdĺž elektródového traktu alebo krvácanie do mozgu sa môže vyskytnúť počas alebo po zákroku.
• Infekcia: V miestach rezov alebo v mozgu existuje riziko infekcie.
• Záchvaty: Niektorí pacienti môžu po operácii pociťovať záchvaty, ktoré sa často dajú zvládnuť liekmi.
• Hardvérové komplikácie: Problémy s implantovaným zariadením, ako napríklad posunutie elektródy alebo zlyhanie batérie, môžu vyžadovať ďalší chirurgický zákrok.
• Neurologické účinky: Možné vedľajšie účinky stimulácie zahŕňajú dvojité videnie, problémy s rečou, pocity brnenia, svalové napätie alebo progresívne zmeny nálady.
• Kognitívne zmeny: Niektorí môžu pociťovať zmeny v kognícii, nálade alebo osobnosti.
• Mŕtvica: Hoci je to veľmi zriedkavé, existuje mierne riziko mozgovej príhody počas zákroku v dôsledku manipulácie s mozgovým tkanivom.

Anestetické riziká sú tiež zahrnuté ako chirurgické riziká a medzi ne patrí nevoľnosť, problémy s dýchaním a srdcové problémy.

Magnetická rezonancia po implantácii

Väčšina pacientov s Parkinsonovou chorobou - odhaduje sa, že až 70 % - musí po určitom čase podstúpiť magnetickú rezonanciu, aby mohli pokračovať v úspešnej liečbe.

Doteraz však bola táto najmodernejšia forma diagnostiky pre ľudí s implantovaným prístrojom (napr. neurostimulátor, kardiostimulátor) tabu, prípadne bola povolená len vo výnimočných prípadoch a s vypnutým systémom.

Pôsobenie silného magnetického poľa totiž môže spôsobiť tepelné poškodenie tkaniva v okolí elektród a stimulátora, pretože dochádza k výraznému zahrievaniu vodivých častí systému.

Zmenu priniesol až najnovší neurostimulátor s technológiou SureScan MRI, ktorý začali od tohto roka implantovať aj lekári na Slovensku. Vďaka tomuto neurostimulátoru, ktorý je odolný voči magnetickej rezonancii (nepoškodí sa, ani neohrozí život a zdravie), môžu parkinsonici profitovať nielen zo samotnej hĺbkovej stimulácie mozgu, ale aj z možnosti diagnostiky magnetickou rezonanciou.

Magnetická rezonancia umožňuje lekárovi zobraziť vysoko detailný obraz vnútorných orgánov, chrbtice, mozgu, ciev, svalov, kĺbov či oblastí infekcie. Táto technológia je oveľa šetrnejšia k ľudskému telu, ako röntgen alebo CT vyšetrenie.

Život po neurostimulácii

Po spustení hĺbkovej stimulácie mozgu dochádza k výraznému zlepšeniu kvality života pacientov s Parkinsonovou chorobou. Hoci choroba bude aj naďalej ich doživotným sprievodcom, vďaka pôsobeniu hlbokej stimulácie mozgu a tlmeniu jej nepríjemných príznakov sa pacienti znovu dokážu zapojiť do plnohodnotného života.

Sú schopní sa o seba sami postarať, nie sú odkázaní na svoje okolie, mnohí sa vrátia späť do práce, môžu sa venovať svojim koníčkom a žiť úplne bežný život.

„U pacientov v pokročilom štádiu Parkinsonovej choroby dominujú motorické a nemotorické fluktuácie (kolísanie stavu hybnosti), ktoré významne ovplyvňuje ich fungovanie v bežnom živote,“ zdôrazňuje neurológ Škorvánek.

Pri implantovaní neurostimulátora vieme významne znížiť až úplne potlačiť tieto neželané výkyvy pohyblivosti, čo vedie k zvýšenej samostatnosti pacientov.

„Operáciu robíme najmä kvôli tomu, aby boli v živote čo najviac nezávislí a mohli normálne fungovať,“ dodáva neurológ.

Tým, že sú samostatnejší, uľahčujú situáciu svojim blízkym. Tým, že môžu znovu pracovať, odľahčia sociálny systém.

Táto terapia má aj výrazný pozitívny celospoločenský dopad. Vo svete sú známe príklady umelcov, ktorí sa vďaka hĺbkovej stimulácii mozgu vrátili napríklad k hraniu na klavír, alebo k maľovaniu obrazov.

Transkraniálna stimulácia a jej využitie pri bolesti

Na rozdiel od metód, ktoré vyvolávajú okamžitý nervový výboj, Transkraniálna stimulácia pôsobí jemne a postupne. Ovplyvňuje tzv. pokojový membránový potenciál neurónov, teda „nastavenie“ nervových buniek.

Na pokožku hlavy sa umiestnia dve elektródy, cez ktoré prechádza konštantný slabý prúd, ktorý dokáže zvýšiť alebo znížiť vzrušivosť konkrétnych oblastí mozgu - podľa terapeutického cieľa.

Čo môže transkraniálna stimulácia ovplyvniť

• Úprava nastavenia mozgu: potlačenie nadmernej aktivity v dráhach bolesti a podpora prirodzených tlmiacich mechanizmov.
• Neuroplasticita: opakovaná stimulácia pomáha mozgu „odnaučiť sa“ chronickú bolesť, čo vedie k dlhodobejším zmenám nervových spojení.

Hlavné prínosy Transkraniálna stimulácie pri liečbe bolesti sú vysoká bezpečnosť a bezbolestnosť, zníženie potreby liekov proti bolesti, pozitívny vplyv na psychiku - zlepšenie nálady, zníženie úzkosti, lepší spánok a možnosť kombinácie s inými terapeutickými prístupmi.

Transkraniálna stimulácia sa využíva pri fibromyalgii, neuropatickej bolesti, migrénach a chronických bolestiach hlavy, centrálnej bolesti po cievnej mozgovej príhode, tinnite, depresii a ďalších neuropsychiatrických ťažkostiach.

Rozdiel medzi injekčnou liečbou a DBS

Čo je dôležité vedieť o injekčnej stimulácii mozgu

Injekčný biomateriál po cievnej mozgovej príhode zatiaľ nemožno považovať za bežne dostupnú liečbu pre ľudí. Výsledky ukazujú potenciál, ale doposiaľ boli získané na zvieracích modeloch a látka sa podávala priamo do poškodenej oblasti mozgu.

Bude potrebný ďalší výskum, ktorý posúdi bezpečnosť a preverí, ako rôzne populácie imunitných buniek ovplyvňujú zotavenie. Rovnako je potrebné určiť, či liečba funguje aj na väčších modeloch, ktoré sa viac podobajú ľudskej mozgovej príhode.

Hĺbková mozgová stimulácia je odlišná, klinicky používaná metóda založená na implantácii elektród a neurostimulátora. Jej cieľom nie je obnoviť odumreté mozgové tkanivo, ale výrazne kontrolovať príznaky ochorení, pri ktorých lieky neposkytujú dostatočný účinok alebo spôsobujú neznesiteľné vedľajšie účinky.

Pri rozhodovaní o ktorejkoľvek forme neurostimulácie je potrebné individuálne posúdenie neurológom, neurochirurgom a ďalšími odborníkmi. Výber liečby závisí od diagnózy, príznakov, celkového zdravotného stavu, výsledkov vyšetrení a očakávaní pacienta.

tags: #stimulacia #mozgu #injekcie