Адаптивная глубокая стимуляция оказалась эффективнее постоянной при болезни Паркинсона

Американские исследователи провели пилотные слепые рандомизированные перекрестные клинические испытания и выяснили, что персонализированная адаптивная нейростимуляция улучшает контроль движений и качество жизни сильнее, чем постоянная. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Medicine.

Глубокую электростимуляцию посредством установленных в соответствующий отдел мозга (при болезни Паркинсона это обычно субталамическое ядро) все чаще используется для контроля тяжелых моторных расстройств, а в экспериментах — и нейропсихиатрических заболеваний. Как правило, такую нейростимуляцию проводят с постоянными параметрами, не зависящими от действий пациента или вариаций тяжести симптомов в течение дня. При этом двунаправленные нейроинтерфесы, в том числе коммерчески доступные, позволяют регулировать амплитуду и другие параметры стимуляции в зависимости от потребностей пациента в реальном времени. Тем не менее их клиническое применение ограничивают такие факторы как недостаточное понимание нейрокоррелятов специфических симптомов, техническая сложность регистрации мозговых сигналов во время проведения стимуляции и отсутствие стандартизованных алгоритмов для оптимизации обратной связи.

Филипп Старр (Philip Starr) с коллегами по Калифорнийскому университету в Сан-Франциско воспользовался своими предыдущими наработками по регистрации патологических мозговых ритмов, связанных с болезнью Паркинсона, и идентификации специфических паттернов этих ритмов. Он пригласил для участия в испытаниях пригодности методики четыре пациента (возраст 47–68 лет; продолжительность заболевания 10–15 лет), которым билатерально имплантировали в субталамические ядра (для стимуляции) и субдуральное пространство над сенсомоторной корой (для записи) квадриполярные электроды для глубокой нейростимуляции по поводу болезни Паркинсона с апреля 2019 по февраль 2022 года. Электроды подключили к двунаправленному экспериментальному нейроинтерфейсу Medtronic Summit RC+S, способному продолжительно регистрировать мозговые сигналы и проводить стимуляцию за счет встроенных алгоритмов.

На первом этапе испытаний специалисты по двигательным расстройствам и сами пациенты в домашних условиях оптимизировали режим постоянной нейростимуляции в течение 7–31 (в среднем 18) месяцев. В этот период участники идентифицировали свой самый неприятный моторный симптом, персистирующий в ходе стимуляции, — связанный либо с колебаниями концентрации базисного противопаркинсонического препарата леводопы, либо с самой стимуляцией. Данные регистрации мозговых сигналов при постоянной стимуляции потоком пересылались к исследователям, которые анализировали их и разрабатывали персонализированные алгоритмы адаптивной стимуляции в соответствии с потребностями каждого пациента. Для этого выбирали контрольный сигнал-биомаркер и подбирали режим стимуляции в ответ на него с помощью кластеризованного пермутационного анализа, линейной регрессии и алгоритмов машинного обучения.

После этого авторы работы перешли к слепой рандомизированной перекрестной фазе испытаний, в ходе которой каждый участник суммарно как минимум по месяцу (случайными периодами по 2–7 дней) получал постоянную и адаптивную глубокую стимуляцию мозга в обычных бытовых условиях. В ходе этого пациенты заполняли цифровой опросник, в котором оценивали тяжесть симптомов в течение дня. Выяснилось, что по сравнению с постоянной адаптивная нейростимуляция стабильно на протяжении наблюдений снижала продолжительность времени бодрствования с проявлениями наиболее неприятного симптома (β = −16,3 ± 4,4 процента; p < 10⁻³), при этом не усугубляя противоположный ему симптом, например дискинезию при брадикинезии (β = −2,5 ± 2,2 процента; p = 0,26). Также при адаптивной стимуляции наблюдалось выраженное улучшение качества жизни по опроснику EQ-5D (β = −6,9 ± 1,7; p < 10⁻⁴). Положительный эффект наблюдался у всех участников, нежелательного действия на двигательные и недвигательные (депрессию, тревожность, апатию, импульсивность и сон) симптомы зарегистрировано не было.

Полученные результаты пилотных испытаний свидетельствуют о том, что персонализированная адаптивная глубокая электростимуляция мозга может стать перспективным методом помощи при болезни Паркинсона и в перспективе других двигательных и нейропсихиатрических расстройств, а также открывают путь к проведению более масштабных ее клинических испытаний, заключают авторы работы.

Ранее эксперименты на мышах показали, что короткие импульсы тока, воздействующие на PV-нейроны бледного шара, могут продлевать эффект традиционной глубокой стимуляции при болезни Паркинсона. В другом исследовании с участием единственной пациентки удалось достичь ремиссии резистентной депрессии с помощью глубокой нейростимуляции с обратной связью.