Стымуляцыя мозгу - будучыня медыцыны

Персаналізаваныя ўдарныя хвалі могуць стаць альтэрнатывай лекаў

Ілюстрацыя: Кіт Ранкін

Лора Солауэй паспрабавала скончыць сваё жыццё ўпершыню, калі ёй было 12 гадоў, выкарыстоўваючы свой дзіцячы набор хіміі. Яна памятае, як выстройваліся ўсе бутэлькі, на якіх напісана "смяротна, калі праглынуць", але не змагла адкрыць дзіцячыя вечкі. Яна паспрабавала яшчэ раз у 18 гадоў, і бацькі павезлі ў траўмапункт.

Пасля многіх гадоў у бальніцах, а таксама пры звароце розных лекаў, Солаўэй і яе лекары, нарэшце, спыніліся на кактэйлі лекаў, які падтрымліваў яе стабільнасць. Але, кажа яна, "гэта працавала дастаткова, каб падтрымліваць мяне. Я ніколі не адчуваў сябе так, быццам бы сапраўды быў рады чаму-небудзь ці нават быў вельмі сумны ў чымсьці. Я быў проста лунатызмам зомбі ".

Толькі да 40 гадоў Солауэй знайшоў лепшае рашэнне для дэпрэсіі: транскраниальная магнітная стымуляцыя (ТМС). Працэдура прадугледжвае пераключэнне мозгу праз чэрап пры дапамозе магутнага магнітнага выбуху. Пасля трох тыдняў лячэння Солавей кажа, што больш не лічыць самагубствам.

"У мяне ў галаве ў мяне ўвесь час была думка, што калі я павару машыну такім чынам, я памру, і ўсё будзе добра", - кажа яна. "Толькі пасля TMS, калі гэтая думка сышла."

Для многіх людзей, падобных да Солоуэй, лекі не кантралюе належным чынам іх хваробу. Паводле ацэнак, ад 30 да 40 адсоткаў людзей з дэпрэсіяй не адказваюць на даступныя метады лячэння. Узамен лекары звяртаюцца да новай тэхналогіі, якая грунтуецца на старой ідэі - што змяненне заканамернасцей мазгавой дзейнасці пры дапамозе электрычнасці або магнітнай стымуляцыі можа лячыць псіхічныя і неўралагічныя расстройствы.

Як і ў большасці складаных машын, ваш мозг працуе на электрычнасці. Нейроны маюць зносіны адзін з адным з дапамогай электрычных і хімічных сігналаў; даданне ў мозг вялікіх ці нізкіх аб'ёмаў электраэнергіі можа зрабіць гэтыя нейроны больш-менш верагоднымі. Змяняючы, вызваляе Ці нейрон свой электрахімічны імпульс, навукоўцы могуць змяніць агульную сувязь мозгу, узмацняючы шляхі паміж нейронамі, душачы злучэнні ў іншых галінах. Шокіраванне мозгу такім чынам можа парушыць шкодныя ўмовы дзейнасці, звязаныя з дэпрэсіяй, блакаваць болевыя сігналы з спіннога мозгу або спыніць дысфункцыянальнае электрычнае стральбу падчас прыступу.

"У мяне ў галаве была ўвесь час думка, што калі я перавярну машыну такім чынам, я памру, і ўсё будзе добра".

Электрычна стымулюючы арганізм не новае. Кардыёстымулятары, якія кантралююць і запускаюць сардэчныя цягліцы з дапамогай электродаў, выкарыстоўваюцца дзесяцігоддзямі і выратавалі мільёны людзей. У мозгу псіхіятры ў 1960-х гадах выкарыстоўвалі электрасувязную тэрапію для лячэння моцнай дэпрэсіі. Практыка пазбавілася карысці з-за патэнцыйна сур'ёзных пабочных эфектаў, але тэрапія па-ранейшаму лічыцца эфектыўнай для паляпшэння ўстойлівай да лячэння дэпрэсіі, і ў некаторых экстрэмальных выпадках яна сёння выкарыстоўваецца - з лепшымі мерамі бяспекі.

Новыя мазгавыя стымулюючыя метады лячэння значна дакладней як у размяшчэнні, так і па інтэнсіўнасці электрычнага току. І як працягваюцца даследаванні, нейрамадуляцыя, як яе называюць, стала разумнейшай, менш дакучлівай і больш персаналізаванай.

TMS з'яўляецца вядучай альтэрнатывай лекаў ад моцнай дэпрэсіі. Лячэнне ўключае ў сябе стымуляцыю мозгу гіганцкім магнітам, які прытрымліваецца да скуры галавы. Магнітныя імпульсы аказваюць падобны ўплыў на клеткі галаўнога мозгу, як электрычны ток, дзякуючы чаму нейроны больш ці менш верагодна загарацца ў залежнасці ад частаты, якая ўжываецца.

Пры дэпрэсіі некаторыя часткі галаўнога мозгу звышактыўныя, гэта значыць нейроны страляюць занадта лёгка, у той час як іншыя часткі мозгу гіпаактыўныя і не страляюць дастаткова. Лічыцца, што гэта неадпаведнасць можа ляжаць у аснове дэпрэсіўных сімптомаў людзей. TMS працуе на выпраўленне дысбалансу, узмацняючы гіпаактыўныя зоны і зніжаючы гіперактыўнасць.

Напрыклад, у большасці пацыентаў з дэпрэсіяй частка галаўнога мозгу, званая субгенезу пярэдняга цынгулата, лічыцца гіперактыўнай. "Паспяховае лячэнне дэпрэсіі на розных занятках - незалежна ад таго, вы выкарыстоўваеце лекі ці тэрапію, альбо ECT, альбо TMS - у канчатковым выніку прыводзіць да нармалізацыі гэтай часткі мозгу", - кажа Адам Стэрн, дацэнт псіхіятрыі Гарвардскай медыцынскай школы і дырэктар псіхіятрычных прыкладанняў у Цэнтры неінвазіўнай стымуляцыі мозгу Берэнсан-Ален.

Магнітныя імпульсы ад TMS не могуць фактычна дасягнуць пярэдняга субгенезу, які знаходзіцца ў глыбіні мозгу. Сігнал пранікае ўсяго ў некалькі сантыметраў праз скуру галавы. Лекары замест гэтага нацэльваюць на вобласць галаўнога мозгу, званую дорсолатеральной префронтальной кары, якая размяшчаецца крыху пад лініяй валасоў і, як правіла, гіпаактыўная пры дэпрэсіі. Дадзеная вобласць злучана з пярэднім падгенезу пярэдняга шпінгала; паварот адной вобласці адхіляе іншую. Лекары лічаць, што сумесна гэтыя змены ствараюць антыдэпрэсантную рэакцыю.

Прыблізна 60 адсоткаў людзей, якія атрымліваюць ТМС, адказваюць на лячэнне, гэта значыць іх сімптомы скарачаюцца напалову. Сярод людзей 30-40 адсоткаў адчуваюць поўную рэмісію. Для людзей, якія не адказваюць, Стэрн лічыць, што іх мозг можа быць менш успрымальны да стымуляцыі, інакш іх лекары, магчыма, не знайшлі патрэбнага месца для нацэльвання.

Хоць імплантат не ўдзельнічае, TMS патрабуе сур'ёзных абавязацельстваў па часе. Звычайна ён прызначаецца ў спецыялізаванай клініцы пяць дзён на тыдзень на працягу чатырох-шасці тыдняў, а кожны сеанс займае ад 30 да 40 хвілін. Большасць людзей адчуваюць палёгку ад сваіх сімптомаў на працягу трох тыдняў, і гэта можа доўжыцца каля года. Пасля гэтага ім можа спатрэбіцца вярнуцца на радыёсесію.

"Лячэнне не для слабанервных", кажа Солаўэй. "Час інтэнсіўна, гэта не самае зручнае ў свеце, але яно творыць цуды".

Хоць TMS патрабуе доўгай тэрміны лячэння, ён лічыцца неінвазіўным, таму што наносіцца на скуру галавы. Іншыя віды нейрамадуляцыі патрабуюць імплантацыі ў галаўны ці спінны мозг, якімі пацыент часам кіруе з дапамогай пульта.

Кансультант нейрамадуляцыйнай галіны Бэн Плес кажа, што неінвазіўныя прылады маюць вельмі нізкі рызыка, таму больш пацыентаў гатовыя паспрабаваць іх. Аднак, паводле яго слоў, прылады для імплантацыі часта "аказваюць значна лепшую тэрапію пацыенту, бо, калі яны пазбаўляюцца зроку, яны пазбаўляюцца розуму".

Для некаторых людзей, якія пакутуюць эпілепсіяй, імплантацыйныя прылады для стымуляцыі галаўнога мозгу прапануюць гэты від дапамогі. Медыцынскія тэхналогіі кампаніі NeuroPace, якія рэагуюць на нейрастымуляцыю, або сістэму RNS, называюць сістэмай з закрытым контурам, гэта значыць, што яна адначасова выяўляе і карэктуе дысфункцыянальную мазгавую дзейнасць, якая выклікае курчы. Прылада імплантавана ў чэрап і мае электроды, якія накіроўваюцца ў мозг да дакладнага месца, адкуль бяруцца прыступы чалавека. Электроды бесперапынна фіксуюць актыўнасць нейрона ў гэтай галіне; калі выяўляюць пэўную карціну, яны дастаўляюць лёгкі электрычны штуршок, спыняючы прыступ, як толькі ён пачынаецца. Людзі, якія адчуваюць прыладу, у сярэднім прыпадаюць на 73 працэнты, а амаль 30 працэнтаў людзей захопліваюць прыступы прынамсі на шэсць месяцаў.

"Я больш не займаюся эпілепсіяй."

Прыблізна 3 мільёны чалавек у Злучаных Штатах маюць эпілепсію, а трэць не адказваюць на лекі. "Гэтыя людзі падвяргаюцца рызыцы атрымання траўмаў, звязаных з прыступамі, але таксама рызыкуюць смяротным зыходам", - кажа Марта Моррэл, галоўны ўрач NeuroPace. У людзей з некантралюемай эпілепсіяй у сем разоў узрастае рызыка смерці ад усіх прычын, у тым ліку з феноменам, які называецца "раптоўная нечаканая смерць пры эпілепсіі", які кожны год забівае ад шасці да 10 пацыентаў з 1000 чалавек. У сістэме RNS гэты лік падае да менш чым трох з 1000.

Кімберлі Бары - адзін з такіх людзей. Эпілепсія развілася ў дваццатых гадах, калі яна выкладала англійскую мову ў Кітаі. Курчы прымусілі яе мышцы напружвацца, тузацца альбо нямеюць; у некаторых выпадках яна нават галюцынуе ці страціць прытомнасць. Праз шэсць гадоў больш за дзясятак лекаў супраць эпілепсіі і нават аперацыі па выдаленні часткі яе мозгу Бары ўсё яшчэ мела некалькі прыпадкаў у дзень і больш не магла працаваць і не весці нармальнае жыццё.

У 2017 годзе ўрач Бары ў Сан-Францыска рэкамендаваў імплантат NeuroPace у дадатак да другой аперацыі. Зараз у яе ўсяго некалькі прыпадкаў у месяц - у самы пік больш чым з 30 у дзень - і яна кажа, што яны значна менш напружаныя. Але яна кажа, што самая вялікая перавага - гэта адчуванне больш кантролю над сваёй хваробай і сінхроннасці з лекарамі. Запісы даюць лекарам беспрэцэдэнтнае акно ў яе мозг. З гэтымі ведамі яны здольныя персаналізаваць яе лячэнне шляхам змены лекаў і электрычнага току імплантата.

"Мне не толькі камфортней, у мяне няма такога жахлівага пачуцця, якое я меў раней", - кажа Бары. "Я больш не займаюся эпілепсіяй."

Некаторыя спецыялісты па нейрамадуляцыі прагназуюць, што прылады для імплантацыі будуць гуляць усё большую ролю ў ахове здароўя. Напрыклад, стымуляцыя спіннога мозгу пры хранічных болях набірае папулярнасць. Паводле ацэнак, 25 мільёнаў амерыканцаў пакутуюць ад хранічнай болю, і многія прымаюць опіоіды па рэцэпце, каб кіраваць сваім станам. Аднак прывыканне да наркотыкаў прымусіла людзей шукаць іншыя варыянты, альбо таму, што яны непакояцца залежнасці, альбо таму, што іх лекары хочуць адвучыць іх.

Гэта была пазіцыя Дуга Рода. Ветэран арміі, Род атрымаў шэраг траўмаў калена ў вайсковай службе, што прывяло да замены калена ў пачатку пяцідзесятых гадоў. Праз пару гадоў ён трапіў у аўтамабільную катастрофу, якая аднавіла нагу і пакінула ў яго складаны рэгіянальны болевы сіндром. Род на працягу дзесяці гадоў кіраваў вялікай дозай марфіну, але ў апошні час ён хацеў кінуць лекі, у значнай ступені з-за рэакцыі супраць апіоідаў.

"Я хацеў выйсці з медыцыны, напэўна, таму, што ў нейкі момант я баяўся, што мне будуць казаць, што больш не магу, і гэта сапраўды скончыць кар'еру [і] скончыць жыццё, як я ведаю", - кажа Род . «У ім не было псіхалагічнай залежнасці. Гэта было мне проста неабходна, каб проста збіць боль, калі я буду хадзіць на працу кожны дзень ".

У 2017 годзе яго лекар прапанаваў новы від лячэння: стымуляцыя ганглія спіннога кораня. Тэхналогія, якую вырабляе Эбат, забяспечвае невялікі электрычны ток да пучка нерваў - спіннога каранёвага ганглія - ​​размешчанага на перыферыі спіннога мозгу. Для такіх людзей, як Род, гэты нервовы пучок становіцца дысфункцыянальным і пачынае генераваць уласныя болевыя сігналы, якія трактуюцца ў мозг як якія паступаюць з месца траўмы. Перапыненне сігналаў з вельмі нізкім узроўнем электрычнага току часта можа спыніць боль.

"Мы звычайна думаем пра [хранічную боль] як пра неўралагічнае засмучэнне, пры якім нервовая сістэма не працуе належным чынам і знаходзіцца ў раўнавазе", - гаворыць Лоўрэнс Пары, прафесар анестэзіі ў УК Сан-Францыска. "Мы спрабуем вярнуць гэты баланс".

Стымуляцыя спіннога карэньчыка - гэта толькі адзін з відаў стымуляцыі спіннога мозгу, які выкарыстоўваецца з 1960-х гадоў для лячэння хранічнай болю. Адзін-два электроды ўстаўляюцца ў эпидуральную прастору вакол пазваночніка, каб стымуляваць і перарабляць нервы, адказныя за болевы сігнал. Акумулятар, які забяспечвае энергію і здольны кіраваць стымуляцыяй, імплантуецца ў ніжнюю частку спіны ці верхнюю частку ягадзіцы, у залежнасці ад таго, што найбольш зручна для пацыента. Хоць гэта патрабуе невялікай хірургічнай працэдуры, пацыенты няспынна ўвесь час і звычайна пакідаюць бальніцу ў той жа дзень.

Для Рода імплантат тварыў цуды. Цяпер ён ліквідуе боль толькі прыладай і выпадковым ібупрофенам. І ён вяртаецца ў паход у лес з жонкай і сынамі.

Пары мяркуе, што 20 працэнтаў хворых на хранічную боль лечацца нейкай нейрамадуляцыяй, хаця многія іншыя, верагодна, выйграюць ад гэтай працэдуры. На фоне занепакоенасці з нагоды опиоидного крызісу лекары і страхавыя кампаніі таксама пачынаюць атрымліваць на борце.

"Стымуляцыя спіннога мозгу вельмі бяспечная і можа быць надзвычай эфектыўнай пры лячэнні хранічнай болю, але пацыенту значна прасцей атрымаць рэцэпт на апіоіды, чым атрымаць стымулятар спіннога мозгу", - кажа Плесс.

Самае вялікае пытанне, з якім сутыкаюцца лекары, калі паспрабаваць гэтыя прылады. Для эпілепсіі і дэпрэсіі, людзі павінны разглядаць лячэнне рефрактерным, гэта значыць, яны не змаглі рэагаваць на некалькі розных лекаў. Аднак чым больш наркотыкаў перажыў чалавек, тым менш шанцаў адказаць на лекі альбо на нейрамадуляцыю.

Адной з прычын гэтай дылемы з'яўляецца тое, што пастаўшчыкі страхавання не пакрываюць лячэнне раней. Гэтыя тэхналогіі не танныя, і хаця яны могуць забяспечыць доўгатэрміновую дапамогу і перашкодзіць людзям несці больш дарагія выдаткі, такія як шпіталізацыя, у будучыні, танней у кароткі тэрмін утрымаць людзей на ровары з дапамогай розных наркотыкаў.

Яшчэ адна праблема - веданне лекара і прыняцце тэхналогіі. Нягледзячы на ​​тое, што стымуляцыя спіннога мозгу існуе з 1960-х гадоў, лекары не даведаюцца пра прылады ў медыцынскай школе, калі яны не прайдуць праз пэўныя болевыя зносіны, кажа Уры Сан-Францыска.

Пацыенты могуць таксама лаяцца пры інвазівности метадаў лячэння. Нават нязначныя аперацыі на имплантируемых прыладах маюць рызыку заражэння, не кажучы ўжо пра боль і нязручнасці падчас акрыяння. Аднак тыя, хто працуе ў гэтай галіне, сцвярджаюць, што нейрамадуляцыя менш інвазіўная, чым фармацэўтычныя прэпараты, якія ўплываюць на ўвесь арганізм і звязаны з большай колькасцю пабочных эфектаў.

"Нейрамадуляцыя, якая існуе ўжо пяць, 10 ці 20 гадоў, наўрад ці будзе падобная на тое, што мы робім сёння".

"Я думаю, што нейрамадуляцыя сапраўды павінна быць разгледжана значна раней. Ёсць думка: "Ну, гэта вельмі інвазіўна", - кажа Моррэл з NeuroPace. Але "лекі не банальныя".

Гэтыя прылады не лечаць. Большасць людзей, якія атрымліваюць іх, застаюцца на прыёме лекаў, хаця часцей за ўсё іх менш і ў меншых дозах. Як і ў дачыненні да фармацэўтычных прэпаратаў, у кіраванні болем існуе заклапочанасць развіццём талерантнасці да стымуляцыі ў працэсе адаптацыі нервовай сістэмы. Даследчыкі працуюць над вырашэннем гэтага пытання, робячы тэрміны і інтэнсіўнасць стымулявання больш адаптаванымі.

Іншыя непакояцца, што дадзеныя прылады не падвяргаюцца дастаткова строгаму рэгуляванню, што падвяргае людзей рызыцы нечаканых пабочных эфектаў альбо збояў. "Файлы пра імплантаты", экспазіцыю Міжнароднага кансорцыума журналістаў-расследаванняў, нядаўна апублікавалі жудасную серыю паведамленняў пра няспраўнасці медыцынскіх прылад, узгадвання і няўдалыя сувязі. Ні адно з прылад, уключаных у гэты артыкул, не было названа ў справаздачнасці кансорцыума, але праблемы па-ранейшаму застаюцца ў цэлым.

Нягледзячы на ​​гэтыя праблемы, лекары і даследчыкі кажуць, што яны аптымістычна настроены, што гэта толькі пачатак метадаў стымуляцыі мозгу.

"На мой погляд, нейрамадуляцыя, якая існуе праз пяць-10 ці 20 гадоў, наўрад ці будзе нагадваць тое, што мы робім сёння", - кажа псіхіятр Стэрн. "Здольнасць стымуляваць часткі мозгу з'яўляецца неацэнным сродкам".