חוקרים מיפו את המעגלים הלא תפקודיים של המוח הקשורים לפרקינסון, דיסטוניה, OCD וטורט, וחשפו אזורים ממוקדים לטיפולים יעילים בגירוי מוחי עמוק (DBS). פריצת דרך זו לא רק מקדמת את דיוק ה-DBS אלא גם פותחת אפשרויות לשיטות נוירומודולציה לא פולשניות. קרדיט: twoday.co.il.com
חוקרים משתמשים בגירוי מוחי עמוק כדי לאתר מסלולים עצביים משובשים.
כאשר קשרים מסוימים במוח לא מתפקדים, יכולים להופיע מצבים כמו מחלת פרקינסון, דיסטוניה, הפרעה אובססיבית-קומפולסיבית (OCD) ותסמונת טורט. גירוי אזורים ספציפיים במוח ישירות יכול לעזור להפחית את הסימפטומים של הפרעות אלה.
כדי לאתר את אזורי היעד הטיפוליים המדויקים של המוח, צוות בראשות חוקרים מ-Charité – Universitätsmedizin ובית החולים Brigham and Women ניתח נתונים ממטופלים ברחבי העולם שעברו השתלת אלקטרודות זעירות כדי לעורר את המוח. התוצאה היא מפה ייחודית של רשתות מוח משובשות שפורסמה כעת מדעי המוח בטבע.
הפרעות נוירולוגיות ונוירו-פסיכיאטריות מציגות קשת רחבה של סימפטומים שונים, החל מהפרעות במצב הרוח ועיבוד מידע ועד לליקויים מוטוריים. אבל יש להם דבר אחד במשותף: כולם מיוחסים לקשרים לא תקינים בין אזורים ספציפיים במוח. במילים פשוטות, כאשר מעגלים במוח הופכים לא מתפקדים, הם עשויים לשמש כבלמים לתפקודים המוחיים שהמעגל מבצע בדרך כלל.
גירוי מוחי עמוק (DBS) מכוון לסוגים אלה של מעגלים לא תקינים ויכול לסייע בהקלה על תסמינים באזורים שונים. בגישה נוירוכירורגית זו, אלקטרודות קטנות מושתלות באזורי יעד מוגדרים במדויק. לאחר מכן האלקטרודות פולטות באופן כרוני פולסים חשמליים חלשים לרקמה שמסביב. השפעות הגירוי נעות לאורך נתיבים עצביים לאזורים מרוחקים יותר במוח כדי לגלות את מלוא השפעתם. אבל גירוי לא תמיד מצליח. אפילו פערים קטנים במיקום האלקטרודות עלולים להוביל להשפעות חלשות יותר של הטיפול.
אילו מעגלים מוחיים ספציפיים צריכים לעורר כדי להשיג תוצאות אופטימליות בעת טיפול במגוון תסמינים הייתה השאלה של צוות בינלאומי בראשות מדעני המוח פרופ' אנדריאס הורן וד"ר נינגפיי לי מבית החולים Charité ו-Brigham and Women's. "המטרה שלנו הייתה להבין טוב יותר היכן במוח ניתן לשחרר 'בלמים' אפשריים באמצעות נוירומודולציה כדי לנרמל את הסימפטומים של מחלת פרקינסון, למשל", אומר נינגפיי לי.
חקירת פרדוקס לכאורה
עבודתם של החוקרים עוסקת בפרדוקס לכאורה המוכר מזה זמן מה בתחום זה. אזור ספציפי בגרעיני הבסיס הנקרא הגרעין התת-תלמי נחשב למטרה יעילה עבור DBS לטיפול בסימפטומים של מחלת פרקינסון ודיסטוניה, שניהם על הספקטרום של הפרעות תנועה. לאחרונה, אותו אזור במוח זוהה גם כמטרה מוצלחת לטיפול בהפרעות נוירו-פסיכיאטריות כמו OCD והפרעות טיקים.
זה העלה את השאלה כיצד גרעין קטן כל כך, באורך של כסנטימטר אחד בלבד, יכול להוות מטרה יעילה לתסמינים של הפרעות בתפקוד מוח שונות כל כך. כדי לחקור שאלה זו, הצוות ניתח נתונים מ-534 אלקטרודות DBS שהושתלו ב-261 חולים ברחבי העולם. מתוך קבוצה זו, 70 חולים אובחנו עם דיסטוניה, 127 עם מחלת פרקינסון, 50 עם OCD ו-14 עם תסמונת טורט. באמצעות תוכנה שפותחה על ידי הצוות, החוקרים שיחזרו את המיקום המדויק של כל אלקטרודה. לאחר מכן נעשה שימוש בסימולציות ממוחשבות למיפוי דרכי עצב שהופעלו בחולים עם תוצאות טיפול אופטימליות או לא אופטימליות.
מעגלים מוחיים מושפעים במחלת פרקינסון (ירוק), דיסטוניה (צהוב), תסמונת טורט (כחול) והפרעה טורדנית-קומפולסיבית (אדום). הכנס: אזורי המטרה האופטימליים לגירוי מוחי עמוק בגרעיני הבסיס. קרדיט: Charité | ברברה הולנדר
באמצעות תוצאות אלה, הם הצליחו לזהות מעגלים מוחיים ספציפיים שהפכו לקויים בכל אחת מארבע ההפרעות. הם היו קשורים לאזורים הרלוונטיים של החלק הקדמי של המוח הממלאים תפקיד חשוב בתפקודים מוטוריים, בקרת דחפים ועיבוד מידע. "המעגלים שזיהינו חפפו חלקית, מה שמרמז לנו שהתקלות המשתקפות בסימפטומים שנחקרו אינן עצמאיות לחלוטין זה מזה", אומרת ברברה הולנדר, דוקטורט. עמית במרכז איינשטיין למדעי המוח ב-Charité והמחבר הראשון של המחקר.
המשמעות היא שכצעד ראשון, החוקרים הצליחו לאתר את הרשתות המדויקות במוח הקדמי ובמוח התיכון שהן חיוניות לטיפול במחלת פרקינסון, דיסטוניה, הפרעה טורדנית-קומפולסיבית ותסמונת טורט. יישום אותה גישה על פני הפרעות עם תסמינים שונים מניב בהדרגה מפה שמציינת כיצד מעגלים מוחיים ספציפיים קשורים לתסמינים מסוימים. "באנלוגיה למונחים 'קוננטום', המתאר מפה מקיפה של כל הקשרים העצביים הקיימים במוח, ו'גנום', המשמש למכלול המידע הגנטי שנמצא באורגניזם, טבענו את המונח אנושי 'דיספונקטום'. יום אחד, אנו מקווים שהדיספונקטום יתאר את מכלול המעגלים המוחיים שעלולים להפוך בדרך כלל לחוסר תפקוד כתוצאה מהפרעות ברשת", מסביר הולנדר.
הצלחה ראשונית בטיפול במהלך המחקר
ממצאי החוקרים כבר הועילו למטופלים הראשונים. כוונון עדין והצבת אלקטרודות מדוייקת אפשרו להקל על הסימפטומים של OCD חמור ועמיד לטיפול, למשל. "אנחנו מתכננים לחדד את הטכניקה הזו ולאפס אפילו יותר במדויק על מעגלים מוחיים לא מתפקדים לתסמינים ספציפיים. לדוגמה, נוכל לבודד את המעגלים המעורבים באובססיות או כפייתיות ב-OCD, או תסמינים נלווים אחרים הנפוצים אצל חולים אלה, כמו דיכאון וחרדה, כדי להתאים את הטיפול באופן אינדיבידואלי יותר", אומר נינגפיי לי, מסתכל לעתיד.
החוקרים גם מאמינים שיותר מאזור אחד במוח עשוי להיות אחראי לשיפור של סימפטום נתון. הם חושדים שרשתות עצביות עצמן מעבירות את ההשפעות הטיפוליות, אותן ניתן לשנות מנקודות שונות במוח. המשמעות היא שהמחקר מספק לא רק תובנות יקרות ערך לטיפול נוירוכירורגי ממוקד, אלא עשוי גם לעורר גישות לנוירומודולציה לא פולשנית כגון גירוי מגנטי טרנסגולגולתי (TMS), שבו משתמשים בשדות מגנטיים כדי לעורר אזורים מסוימים במוח מחוץ למוח, ללא צורך בניתוח.
