Kohandatud sügav aju stimulatsioon parandab Parkinsoni tõve kõnnakut

Parkinsoni tõvega patsientidel võivad kõndimisvõime muutused olla väga väljendunud. Nn "parkinsonistlik kõnnak" võib hõlmata sammupikkuse muutusi ja jalgade asümmeetriat. Need kõnnihäired vähendavad inimese liikuvust, suurendavad kukkumisohtu ja mõjutavad oluliselt patsiendi elukvaliteeti.

Kuigi kõrgsageduslik sügav ajustimulatsioon (DBS) on treemori, jäikuse ja bradükineesia (liikumise aeglus) sümptomite vähendamisel väga efektiivne, on selle mõju kõnnile raskete kõnnihäiretega patsientidel muutlikum ja vähem prognoositav. Peamised väljakutsed DBS-i tulemuste parandamisel kõnnihäirete ravis on endiselt standardiseeritud kõnnimõõtmise puudumine, mida arstid saaksid stimulatsiooniparameetrite kohandamisel kasutada, samuti erinevate stimulatsioonifaktorite mõju ebapiisav mõistmine kõnnile.

Hiljutises uuringus töötasid California Ülikooli San Franciscos (UCSF) teadlased välja süstemaatilise meetodi Parkinsoni tõvele iseloomulike kõnnaku põhiaspektide kvantifitseerimiseks ning kasutasid masinõppe tehnikaid, et valida iga patsiendi jaoks optimaalsed DBS-seaded. Need isikupärastatud seaded viisid kõndimise märkimisväärse paranemiseni, näiteks kiiremate ja stabiilsemate sammudeni, ilma et muud sümptomid süveneksid.

Nende uuringu tulemused avaldati ajakirjas npj Parkinson's Disease.

"Me lähenesime DBS-i sätete optimeerimise ülesandele inseneriprobleemina, eesmärgiga modelleerida stimulatsiooniparameetrite, ajutegevuse ja kõnnivõime vahelist seost," ütles esimene autor Hamid Fekri Azghomi, PhD, UCSF Wang Labi järeldoktor.

Kuidas optimeerida kõnnaku sooritust

Uuringus implanteeriti Parkinsoni tõvega patsientidele DBS-seadmed, mis mitte ainult ei stimuleerinud aju, vaid registreerisid ka kõndimise ajal närvitegevust. Kliinikukülastuste ajal varieeriti DBS-parameetreid ohututes vahemikes, et uurida nende mõju kõnnifunktsioonile. Igale seadete komplektile reageerides kõndisid patsiendid umbes kuue meetri pikkuse suletud ringi, samal ajal kui pidevalt registreeriti närviandmeid ja kõnni kinemaatikat.

Teadlased töötasid välja kõndimistulemuste indeksi (WPI), mis hindas kõnninäitajaid, nagu sammupikkus, sammukiirus, käeliigutuse amplituud ja kõnni sidusus. Neid näitajaid kombineerides andis WPI põhjaliku kõnnihinnangu, hõlmates Parkinsoni tõve poolt mõjutatud motoorse funktsiooni mitut dimensiooni.

„Meie tulemused kinnitasid, et WPI tabas DBS-i seadete muutusi tõhusalt ning need olid kooskõlas patsientide ja arstide hinnangutega igal visiidil,“ ütles Azgomi. „See valideerimine kinnitab, et WPI on tõhus mõõdik Parkinsoni tõvega inimeste kõnnaku paranemise hindamiseks ja sihtimiseks. Neid meetodeid kasutades suutsime ennustada ja tuvastada isikupärastatud DBS-i seadeid, mis parandasid WPI-d.“

Teadlased tuvastasid ka ajutegevuse mustreid, mis olid seotud parema kõndimisega. Mitmemõõtmeliste mudelite abil tuvastasid autorid unikaalsed närvidünaamikad, mis eristavad optimaalset kõnnakut vähem efektiivsetest mustritest. Parem kõnnak oli seotud beeta-riba ajulainete aktiivsuse vähenemisega kõnnitsükli teatud faasides globus pallidus'es, ajupiirkonnas, mis on seotud lihaskadudega Parkinsoni tõvega inimestel.

Need andmed koos tuvastatud individuaalsete närvibiomarkeritega rõhutavad isikupärastatud, andmepõhiste sekkumiste olulisust Parkinsoni tõvega inimeste kõnnaku parandamiseks.

„See töö mitte ainult ei süvenda meie arusaama sellest, kuidas DBS mõjutab liikumist, vaid näitab ka Parkinsoni tõve ja teiste neuroloogiliste häirete personaalse neuromodulatsiooni potentsiaali, viies meid lähemale targematele ja tõhusamatele ravimeetoditele,“ ütles vanemteadur Doris Wang, MD, PhD, neurokirurg ja UCSF-i neurokirurgia dotsent.