Новое поколение мозговых имплантов направлено на борьбу с депрессией

Иллюстрация мозга

Недавнее исследование, записанное со многих точек вдоль имплантированных электродов (белые точки), чтобы связать активность мозга с настроением человека и найти оптимальные настройки для устройства стимуляции мозга (серые линии)

Для пациентов, чья депрессия не поддается медикаментозному лечению и электросудорожной терапии, хирургически имплантированные устройства, стимулирующие мозг, могут обеспечить облегчение. Но в последние годы два рандомизированных контролируемых испытания этого подхода, известного как метод глубокой стимуляции мозга, были прекращены из-за разочаровывающих промежуточных результатов испытаний. “Это было похоже на то, как воздух покидал комнату. Это было большое разочарование.”, — говорит Самир Шет, нейрохирург из Медицинского колледжа Бейлора, о результатах исследований.

В настоящее время тестируются более сложные, персонализированные методы, которые, как они надеются, дадут более обнадеживающие результаты. На сегодняшний день в тестах участвовало несколько пациентов, что еще не доказало их эффективность. Но исследователи надеются, что они предоставят информацию для более крупных исследований, которые окончательно подтвердят эффективность нового метода при депрессии.

Метод глубокой стимуляции мозга уже одобрен в Соединенных Штатах для лечения эпилепсии, обсессивно-компульсивного расстройства и двигательных расстройств, таких как болезнь Паркинсона. Может ли это также изменить паттерны аномальной активности в нервных цепях, которые могут вызвать симптомы депрессии? Ранние исследования без контрольных групп показали многообещающие результаты, но два рандомизированных контролируемых исследования, спонсируемых компаниями медицинского оборудования Medtronic и St.Jude Medical, Inc. (которые позже были приобретены Abbott Laboratories), не показали существенной пользы после нескольких месяцев использования метода. Команды отчитывались в 2015 и 2017 годах.

Многолетнее наблюдение за участниками возродило некоторый оптимизм. Например, многие из тридцати участвовавших в исследовании Medtronic, наблюдали улучшение в течении года или далее, что больше, чем в первоначальном исследовании, говорит Махендра Бхати, соавтор исследования и психиатр из Стэнфордского университета. В прошлом месяце он и его коллеги опубликовали результаты исследования восьми пациентов, большинство из которых продолжают использовать имплантат примерно 10 лет спустя. Около половины из них показали, по крайней мере, 50% улучшение по шкале депрессии по сравнению с результатами их предварительной терапии.

Многие исследователи говорят, что, поскольку депрессия может проявляться по-разному у разных людей, индивидуальные подходы к лечению могут сделать ее более эффективной. Несколько команд в настоящее время изучают более точные подходы к стимуляции, основанные на индивидуальной анатомии мозга и нейронных записях.

Хелен Майберг, невролог Медицинской школы Маунт-Синай-Икан, которая впервые применила метод глубокой стимуляции для лечения депрессии, предупреждает, что для широкого клинического применения, процедура также должна быть экономически эффективной и достаточно простой, чтобы ваш лечащий, компетентный нейрохирург и специалист по депрессии могли сделай так, чтобы это произошло.

Ее команда определила область вблизи передней части мозга, как центр сети, связанной с негативным компонентом, влияющим на настроение и способствующим возникновению депрессии. Одно из остановленных рандомизированных исследований, известное как BROADEN, было направлено на тестирование глубокой стимуляции мозга в качестве лечения депрессии. Майберг подозревает, что тонкие различия в том, где хирурги размещают электроды, в значительной степени объясняют различия в результатах лечения пациентов в этом исследовании. Поэтому ее группа и другие в настоящее время используют МРТ, для более точной визуализации расположения нервных пучков и целевых электродов.

Майберг также следит за тем, как мозг реагирует на эту более точную стимуляцию, в надежде выявить нейронные реакции, которые предсказывают, улучшится ли состояние человека и когда. В этом месяце в трансляционной психиатрии она и ее коллеги описывают изменение активности исследуемого участка мозга во время стимуляции в операционной, что коррелирует с реакцией на лечение в течение недели после операции у семи обследованных пациентов.

Нейропсихолог Исидор Бергфельд и его коллеги из Медицинского центра Амстердамского университета тестируют имплантаты, управляемые трактографией, в другой части мозга, связанной с депрессией, известной как суперолатеральная ветвь медиального пучка переднего мозга. Бергфельд планирует привлечь 24-х пациентов и ожидает результатов через 2-3 года. Он надеется, что данные испытаний его группы и аналогичного текущего исследования в Германии могут быть объединены для поддержки одобрения регулирующих органов в Европейском союзе в отношении депрессии.

Другие команды имеют в виду более широкую персонализацию. Психиатр Кэтрин Скангос из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и ее коллеги используют нейронные данные человека, чтобы решить, какую целевую область стимулировать и когда. Прежде чем вставить электроды, команда имплантирует второй набор электродов, которые могут записывать данные и стимулировать ткани в различных областях мозга. Хирурги уже полагаются на метод, известный как стереотаксическая электроэнцефалография, для определения источника припадков перед операцией по эпилепсии. Теперь команда Скангос использовала его для стимуляции областей, связанных с настроением, и выбрала цель, где стимуляция надежно снимает симптомы.

Нейронные сети мозга

Для первого пациента из 12-ти, запланированных в текущем исследовании, идеальной целью стимуляции был вентральный стриатум, уже установленная цель в исследованиях депрессии. Команда также обнаружила, что активность во второй области мозга пациента, миндалевидном теле, хорошо предсказывала периоды тяжелых симптомов. Таким образом, имплантат пациента — устройство под названием NeuroPace, которое одобрено для обнаружения и остановки судорог, было запрограммировано на стимуляцию вентрального стриатума, только при наличии этих паттернов активности в миндалевидном теле. “Каждый раз, когда поезд замедляется, мы толкаем его снова”, — говорит Скангос. Об этом первом пациенте, Скангос и ее коллеги сообщили в Nature Medicine в прошлом месяце.

Другие исследователи ждут дополнительных доказательств того, что этот автоматизированный, “замкнутый” подход к выбору времени стимуляции необходим. При тяжелой депрессии это не похоже на то, что вы чередуете действительно депрессивное состояние с абсолютно нормальным в течение нескольких минут или часов, — говорит Шет. Его команда использует электроды, чтобы найти наилучшие настройки для непрерывного стимулирования у каждого пациента. Во время 10-дневного пребывания в больнице исследователи используют показания стереотаксической электроэнцефалографии для выявления закономерностей мозговой активности, связанных с позитивным настроением, и отслеживают, как эти показания изменяются в ответ на стимуляцию электродами. Затем компьютерный алгоритм определяет идеальную частоту, амплитуду и другие параметры для улучшения настроения.

Данные первого участника продолжающегося исследования, опубликованные в журнале психиатрической неврологии и терапии «Biological Psychiatry«, показывают, что его симптомы улучшились в первые несколько месяцев после операции, а затем неуклонно ухудшались, когда стимуляция в некоторых местах постепенно снижалась. Затем исследователи снова включили имплантат на полную мощность.

Шет отмечает, что внедрение нескольких электродов для осуществления стереотаксической электроэнцефалографии, чтобы в последствии назначить лечение, вероятно, является слишком агрессивным и трудоемким, чтобы быть осуществимым для каждого пациента, хотя это может предоставить возможность исправить работу имплантов у пациентов, самочувствие которых не меняется к лучшему. Он также надеется, что исследователи смогут разработать менее инвазивные методы настройки параметров стимуляции.

“Мы первые, кто осознает, что время покажет, будет ли этот подход или его варианты, эффективными”, — говорит Шет. Но разнообразие амбициозных подходов к тестированию имплантов, хороший знак, сказал он.
Келли Сервик

Келли Сервик

Келли — штатный автор журнала Science

Читайте также: