Stimularea cerebrală profundă personalizată îmbunătățește mersul în boala Parkinson

La pacienții cu boala Parkinson, modificările capacității de mers pot fi foarte pronunțate. Așa-numitul „mers parkinsonian” poate include modificări ale lungimii pasului și asimetrie între picioare. Aceste tulburări de mers reduc mobilitatea unei persoane, cresc riscul de căderi și afectează semnificativ calitatea vieții pacientului.

Deși stimularea cerebrală profundă (DBS) de înaltă frecvență este extrem de eficientă în reducerea simptomelor de tremor, rigiditate și bradikinezie (lentă a mișcării), efectele sale asupra mersului sunt mai variabile și mai puțin previzibile la pacienții cu tulburări severe de mers. Principalele provocări în îmbunătățirea rezultatelor DBS pentru tratamentul tulburărilor de mers rămân lipsa unei metrici standardizate a mersului pe care medicii să o poată utiliza atunci când ajustează parametrii de stimulare, precum și lipsa de înțelegere a efectelor diferiților factori de stimulare asupra mersului.

Într-un studiu recent, cercetătorii de la Universitatea din California, San Francisco (UCSF) au dezvoltat o metodă sistematică de cuantificare a aspectelor cheie ale mersului caracteristice bolii Parkinson și au utilizat tehnici de învățare automată pentru a selecta setările DBS optime pentru fiecare pacient. Aceste setări personalizate au dus la îmbunătățiri semnificative ale mersului, cum ar fi pași mai rapizi și mai stabili, fără a agrava alte simptome.

Rezultatele studiului lor sunt publicate în npj Parkinson's Disease.

„Am abordat sarcina de optimizare a setărilor DBS ca o problemă de inginerie, cu scopul de a modela relația dintre parametrii de stimulare, activitatea cerebrală și performanța mersului”, a declarat primul autor, Hamid Fekri Azghomi, doctor, cercetător postdoctoral în cadrul Laboratorului Wang al UCSF.

Cum să optimizezi performanța mersului

În cadrul studiului, pacienților cu boala Parkinson li s-au implantat dispozitive DBS care nu numai că stimulau creierul, dar înregistrau și activitatea neuronală în timpul mersului. În timpul vizitelor la clinică, parametrii DBS au fost variați în limite sigure pentru a studia efectele acestora asupra funcției mersului. Ca răspuns la fiecare set de setări, pacienții au parcurs un circuit închis de aproximativ șase metri, în timp ce datele neuronale și cinematica mersului erau înregistrate continuu.

Cercetătorii au dezvoltat Indicele de Performanță la Mers (IPM), care a evaluat parametrii mersului, cum ar fi lungimea pasului, viteza pasului, amplitudinea mișcării brațelor și coerența mersului. Prin combinarea acestor parametri, IPM a oferit o evaluare cuprinzătoare a mersului, acoperind multiple dimensiuni ale funcției motorii afectate de boala Parkinson.

„Rezultatele noastre au confirmat că modificările setărilor DBS au fost surprinse eficient de WPI și au fost în concordanță cu evaluările pacienților și clinicienilor la fiecare vizită”, a spus Azgomi. „Această validare confirmă faptul că WPI este o metrică eficientă pentru evaluarea și direcționarea îmbunătățirii mersului la persoanele cu boala Parkinson. Folosind aceste metode, am reușit să prezicem și să identificăm setări DBS personalizate care au îmbunătățit WPI.”

Cercetătorii au identificat, de asemenea, tipare de activitate cerebrală asociate cu îmbunătățirea mersului. Folosind modele multivariate, autorii au identificat dinamici neuronale unice care diferențiază mersul optim de tiparele mai puțin eficiente. Mersul îmbunătățit a fost asociat cu o activitate scăzută a undelor cerebrale beta în timpul unor faze specifice ale ciclului de mers în globus pallidus, o regiune a creierului asociată cu pierderea masei musculare la persoanele cu boala Parkinson.

Aceste date, împreună cu biomarkerii neuronali individuali identificați, evidențiază importanța intervențiilor personalizate, bazate pe date, pentru îmbunătățirea mersului la persoanele cu boala Parkinson.

„Această lucrare nu numai că ne aprofundează înțelegerea modului în care DBS influențează mișcarea, dar demonstrează și potențialul neuromodulării personalizate pentru boala Parkinson și alte tulburări neurologice, aducându-ne mai aproape de terapii mai inteligente și mai eficiente”, a declarat autoarea principală a studiului, Doris Wang, MD, PhD, neurochirurg și profesor asociat de neurochirurgie la UCSF.