Огляд методів нейромодуляції при нейродегенеративних захворюваннях: корисний інструмент для клінічної практики? Частина 1

Анотація:

Передумови та цілі: Нейродегенеративні захворювання, які зазвичай вражають людей похилого віку, такі як хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона та лобно-скронева деменція, як правило, характеризуються значними когнітивними порушеннями, які з часом значно погіршуються.

Нейродегенеративні захворювання - це поширені захворювання, які впливають на фізичне здоров'я людей похилого віку, і найпоширенішою з цих хвороб є хвороба Альцгеймера. Це захворювання впливає на когнітивні здібності та пам’ять людей похилого віку, ускладнюючи виконання повсякденних завдань і життя, і навіть потребуючи догляду. Хоча це явище дуже поширене в нашому суспільстві, ми повинні дивитися на це питання позитивно.

По-перше, хоча хвороба Альцгеймера впливає на пам'ять людей похилого віку, це не обов'язково означає, що якість їхнього життя буде знижена. Люди з деменцією зазвичай все ще можуть бути активними учасниками свого повсякденного життя. Можуть бути певні дії, які вимагають особливого догляду або допомоги, але ці труднощі можна подолати. Крім того, дослідження показали, що люди з хворобою Альцгеймера можуть отримати великий комфорт і щастя, відновивши свої спогади та повернувшись до минулого досвіду.

По-друге, хвороба Альцгеймера не завжди незворотна. Тепер ми знаємо, що певні фактори можуть сповільнити або запобігти його розвитку. Наприклад, підтримання фізичної форми, регулярні фізичні вправи, здорове харчування та участь у громадських заходах можуть значно знизити ризик розвитку хвороби Альцгеймера. Ці прості звички також можуть покращити пам’ять, зміцнити психічне здоров’я та покращити якість життя.

Нарешті, ми повинні усвідомити, що в деменції не винні родичі чи пацієнти. Незважаючи на те, що ця хвороба може створювати труднощі для деяких сімей, вона також може розглядатися як можливість для членів сім’ї взаємодіяти та допомагати один одному. Завдяки зовнішній підтримці та догляду ми можемо допомогти пацієнтам краще адаптуватися до хвороби та досягти змістовного життя.

Коротше кажучи, хоча нейродегенеративні захворювання похилого віку можуть впливати на пам’ять людей, завдяки позитивному настрою, профілактичним заходам і підтримці членів родини пацієнти можуть мати змістовне життя у своєму житті та отримувати правильний догляд і духовну увагу. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і цистанхе може значно покращити пам’ять, оскільки цистанхе є традиційною китайською медициною з багатьма унікальними ефектами, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність цистанчі пов’язана з різними активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Клацніть дізнатися про 10 способів покращити пам’ять

На сьогоднішній день відсутні життєздатні фармакологічні варіанти лікування когнітивних симптомів у цих клінічних станах. Різноманітні останні дослідження використовували методи нейромодуляції, щоб спробувати порівняти розпад пацієнтів.

Матеріали та методи. Ми провели поглиблений огляд літератури щодо сучасного впливу цих методів на нейродегенеративні захворювання.

Результати: у цьому огляді повідомляється, що методи нейромодуляції, спрямовані на когнітивні порушення, ще не дозволяють зробити остаточний висновок щодо їхньої клінічної ефективності, хоча попередні дані є дуже обнадійливими.

Висновки: Подальші та більш серйозні дослідження мають оцінити можливості та обмеження застосування цих багатообіцяючих терапевтичних засобів для лікування нейродегенеративних захворювань.

Ключові слова: хвороба Альцгеймера; когнітивні порушення; лобно-скронева деменція; нейропсихологія; хвороба Паркінсона; реабілітація; стимуляція.

1. Вступ

Нейродегенеративні захворювання, націлені на людей похилого віку, є пріоритетом охорони здоров’я в усьому світі зі значними медичними, психологічними та економічними наслідками.

Найбільш поширеними розладами є хвороба Альцгеймера (AD), лобно-скронева деменція (FTD) і хвороба Паркінсона (PD). Їх поширеність і захворюваність різко зросли з віком протягом останніх десятиліть, і очікується, що вони продовжуватимуть зростати через постійне збільшення середньої тривалості життя в більшості країн.

Нейродегенеративні захворювання не є однорідними за своїми клінічними профілями та основною патофізіологією, хоча вони зазвичай характеризуються значними когнітивними порушеннями.

Час і точність діагностики є вирішальними факторами, оскільки вони дозволяють планувати своєчасне та відповідне клінічне лікування.

Оскільки в даний час немає ефективних фармакологічних методів лікування когнітивних і моторних симптомів, останніми роками почалися різні дослідження з вивчення потенційного внеску методів нейромодуляції (таких як неінвазивні методи стимуляції мозку, NIBS) у контрастуванні розпаду пацієнтів.

Після представлення найвидатніших епідеміологічних і клінічних особливостей кожного розладу, у даному поглибленому огляді повідомляється про найсучасніші методи нейромодуляції, спрямовані на когнітивні порушення при нейродегенеративних захворюваннях.

Наша подвійна мета полягає в тому, щоб продемонструвати попередні докази, наявні на даний момент у цій галузі, і припустити, що подальші дослідження повинні оцінити можливості та обмеження цих багатообіцяючих терапевтичних варіантів.

1.1. Клінічні профілі нейродегенеративних захворювань

Хвороба Альцгеймера (ХА) є поширеним нейродегенеративним розладом, який становить понад 60% випадків деменції серед людей похилого віку [1]. Нейрофізіологія БА в основному характеризується позаклітинним накопиченням амілоїдно-пептидних (А) бляшок і внутрішньоклітинних нейрофібрилярних клубків, що містять фосфорильований білок тау в кортикальних і субкортикальних областях [2,3].

Ці локальні аномалії порушують цілісність головного мозку великого масштабу, спричиняючи глобальну атрофію білої та сірої речовини із залученням лобових областей, поясної та скроневої кори та передклинья, селективну атрофію гіпокампу та збільшення об’єму шлуночків [4–6].

Масштабні пошкодження нейронних ланцюгів, ймовірно, лежать в основі клінічних симптомів AD, оскільки лікування, спрямоване на зменшення накопичення амілоїду, виявилося неефективним у зниженні когнітивних функцій і погіршення пам’яті [7].

Ці нейрофізіологічні прояви передують появі поведінкових і психіатричних клінічних симптомів, тому їх раннє виявлення є вирішальним діагностичним фактором [8]. Перші помітні когнітивні зміни включають прогресуючу втрату пам’яті, порушення відновлення семантичних знань, зниження зорово-просторової уваги та топографічну дезорієнтацію [9–11], особливо при ранньому початку AD [12].

Потім прогресування захворювання поширює аномалії на широкомасштабному рівні із залученням дальніх мереж [3], викликаючи серйозні порушення виконавчих функцій [13] і антероградну амнезію [14].

Остаточних ліків від БА ще не знайдено, оскільки етіологія досі невідома, а патогенез неясний (про огляд див. [15]). З цієї причини основні терапевтичні протоколи можуть лише намагатися послабити прогресування захворювання шляхом зменшення симптомів або відстрочки їх початку для підтримки достатнього рівня фізичного, психологічного та соціального функціонування [16].

Лобно-скронева деменція (ЛСД) є нейродегенеративним розладом, який має різні спільні риси з AD, але, на відміну від AD, не включає погіршення гіпокампу, таким чином зберігаючи епізодичні та автобіографічні спогади [17,18].

Клінічні прояви FTD неоднорідні, але можна виділити два основних варіанти: поведінковий варіант (bvFTD) і первинну прогресуючу афазію (PPA), яка, у свою чергу, поділяється на семантичний варіант (svPPA), неплинний варіант (nfvPPA) і алогопедичний варіант (lvPPA).

Поведінковий варіант (bvFTD) характеризується погіршенням лобової та префронтальної кори, що визначає поведінкові аномалії та порушення виконавчих функцій і робочої пам’яті [19], а також дефіцит уваги, персеверативну поведінку та розумову ригідність [20,21].

На пізніх стадіях прогресування захворювання залучення DLPFC призводить до значного дефіциту планування та організаційних здібностей [22]. Семантичний варіант (svPPA) характеризується дегенерацією лівої передньої, середньої та нижньої скроневої кори [23,24], що пов’язано з втратою значення слова [19].

Основні симптоми svPPA включають втрату семантичної пам’яті як у вербальній, так і в невербальній сферах, труднощі з розпізнаванням імен і облич знайомих людей, аномію, а також труднощі з читанням і правописом.

Порушення у виконанні невербальних завдань свідчить про те, що svPPA є хворобою, яка впливає на цілісність семантичного знання, а не станом, пов’язаним виключно з мовою [25].

Нетекучий/аграматичний варіант (nfvPPA) характеризується кортикальною атрофією в лівій нижній лобовій звивині, премоторній корі та передньому острівці [26]. Ця атрофія викликає аграматичне мовлення, дефіцит розуміння синтаксично складних речень і апраксію мовлення при звичайному збереженні семантичного значення окремих слів [18,27].

Третій тип PPA називається логопенічним PPA (lvPPA). Ця форма характеризується атрофією лівої задньої скроневої кори та нижньої тім’яної частки, що призводить до аномії, дисфлексії, порушення повторення речень, спрощеної, але збереженої граматики та порушень на фонологічному та синтаксичному рівнях лексичного опрацювання [18].

Хвороба Паркінсона (ХП) класично характеризується серією рухових порушень, які включають тремор, акінезію, ригідність і постуральну нестабільність. Також було широко продемонстровано, що зниження когнітивних здібностей є основним і часто навіть більш виснажливим симптомом хвороби Паркінсона [28].

У багатьох випадках порушення в когнітивній сфері зазвичай можна класифікувати як повномасштабне легке когнітивне порушення (MCI) [29].

Нейропсихологічне обстеження когнітивних функцій у пацієнтів із ХП зазвичай виявляє від легкого до помірного дефіцит зорово-просторової сфери, уваги, робочої пам’яті (WM), емоційної обробки [30] та загальне зниження виконавчих функцій [31].

1.2. Огляд технік нейростимуляції

Технологічні досягнення нещодавно зробили доступними потенційно корисні інноваційні інструменти для дослідників і клініцистів. З метою цього огляду ми зараз зосередимося на техніках нейростимуляції.

Нейропластичність є однією з основних цілей різних когнітивних, фізичних, фармакологічних і нейростимуляційних протоколів [32]. Нейропластичність може бути викликана шляхом прямої стимуляції цільових областей мозку за допомогою різних неінвазивних методів стимуляції мозку (NIBS).

Ці методи можуть стимулювати мозок, забезпечуючи магнітну стимуляцію (TMS) або постійний струм (tDCS) і змінний струм (tACS) поза черепом. Завдяки своїй здатності безпосередньо модулювати церебральну активність методи NIBS широко використовувалися в лікуванні неврологічних захворювань, що супроводжуються порушенням або аберацією церебральної діяльності [33–35].

Як ми вже зазначали, ці техніки можна застосувати в поєднанні з іншими когнітивними тренуваннями або з протоколом електричного нейрозворотного зв’язку для модуляції активності певних ділянок мозку [36]. Транскраніальна магнітна стимуляція (TMS) — це техніка, яка базується на збуренні нейрофізіологічної активності, що викликає струм через неінвазивний магнітний імпульс над черепом [37].

TMS можна застосовувати за допомогою різних підходів, таких як подача одиничних імпульсів, парних імпульсів або кількох імпульсів. Іншим способом стимулювання пластичності мозку є «транскраніальна електрична стимуляція», яка відноситься до транскраніальної стимуляції постійним струмом (tDCS) і транскраніальної стимуляції змінним струмом (tACS). ).

Ці дві методики засновані на тому самому принципі: струм протікає від одного електрода до іншого, викликаючи електрофізіологічну модуляцію в цільовій області мозку [38].

Різниця між tDCS і tACS полягає в тому, що перший забезпечує стабільний струм у часі, а його збуджуюча або гальмівна модуляція порогу збудливості мембранних потенціалів залежить від того, який електрод (анодний чи катодний відповідно) розташований над цільовою областю [39], тоді як останній забезпечує струм, який ритмічно змінюється вище і нижче нуля протягом часу з певною амплітудою і частотою, що стимулює коливальну активність. Однак на сьогодні мало відомо про точні електрофізіологічні кореляти та конкретний механізм, що лежить в основі ефектів tACS.

Дві прийняті на даний момент гіпотези припускають, що tACS безпосередньо захоплює глибинні коливання мозку та/або що tACS призводить до синаптичних змін через механізми пластичності, залежні від часу спайку [40].

2. Методи

Було проведено огляд літератури на основі EBSCO, Google Scholar та PubMed щодо досліджень нейромодуляції, спрямованих на нейродегенеративні захворювання. Комбінації ключових слів, введених для запитів, були такими: «транскраніальна магнітна стимуляція» АБО «транскраніальна стимуляція постійним струмом» АБО «стимуляція мозку» І «Хвороба Альцгеймера» АБО «Лобно-скронева деменція» АБО «Хвороба Паркінсона».

Огляд було розширено шляхом розгляду всіх відповідних статей, про які йдеться в посиланнях на кожну статтю. Аналіз було в основному зосереджено на методах стимуляції мозку, характеристиках пацієнтів, наявності/відсутності когнітивних симптомів, плані дослідження та експериментальних протоколах, кількісному визначенні цікавих параметрів стимуляції та даних візуалізації мозку, якщо вони доступні.

Ми виключили дослідження лише на здорових суб’єктах та/або проведені на тваринах, крім людей. Оскільки ця галузь прикладних клінічних досліджень є інноваційною, і, отже, не можна очікувати, що буде знайдено кілька великих рандомізованих контрольованих клінічних досліджень, які будуть оцінюватися з точки зору їх ефективності, ми також включили до наш огляд добре проведених невеликих досліджень, які представляють більшість досліджень, проведених досі.

3. Найсучасніший

3.1. Хвороба Альцгеймера

За частотою та поширеністю AD є одним із найбільш вивчених нейродегенеративних розладів. Таким чином, доступна величезна кількість літератури, в якій розглядаються можливі терапевтичні варіанти зменшення когнітивних порушень у пацієнтів. 3.1.1.

Транскраніальна магнітна стимуляція-TMSS Одноімпульсна TMS (spTMS) зазвичай використовується для дослідження контуру або розуміння пластичності та фізіологічної реакції.

У клінічних цілях його в основному використовували для раннього виявлення AD [41], ранньої діагностики деменцій і MCI [42,43] і для прогнозування прогресування когнітивного зниження [44,45].

Однак, оскільки його здатність викликати довгострокову модуляцію збудливості кори головного мозку обмежена, його зазвичай не використовують для терапевтичних цілей. Повторювана ТМС (rTMS) — це протокол, у якому серії численних магнітних імпульсів подаються на певних частотах і з певними часовими затримками для отримання тривале порушення церебральної діяльності [46].

Стимуляція тета-вибуху є особливим типом TMS, який можна застосовувати з використанням різних (наприклад, безперервних або періодичних) протоколів, і обґрунтовано припускають, що він представляє нейронне навчання у геббівській формі довготривалої синаптичної пластичності.

Модулюючий ефект цього типу церебральної стимуляції залежить від форми спіралі, яка впливає на глибину стимульованого місця [47] разом з інтенсивністю, тривалістю та частотою, з якою подаються імпульси [48,49].

Наразі найбільш використовуваним протоколом rTMS для тривалої модуляції церебральної збудливості є високочастотний rTMS (HF-rTMS; для огляду див. [50]), який складається з доставки однієї або кількох серій стимуляторів на частотах більше 1 Гц Протокол HF-rTMS показав більшу ефективність і тривалість у часі порівняно з низькочастотним (LF;<1 Hz) rTMS [51]. 

Однак різниця в ефективності, що спостерігається між цими двома типами протоколів rTMS, може залежати від стимульованої півкулі, оскільки збудлива HF-rTMS і інгібуюча LF-rTMS активність можуть використовуватися по-різному на двох півкулях для компенсації дисбалансу міжпівкульних взаємодій. Оскільки більшість когнітивних функцій порушення при AD пов’язані із запам’ятовуванням, вирішенням проблем, міркуваннями та емоційним контролем, префронтальні області є головними цілями NIBS.

Turriziani та ін. [52] стимулювали праву дорсолатеральну префронтальну кору (DLPFC) за допомогою LF-rTMS протягом 10 хвилин перед завданням невербального розпізнавання пам’яті. Вони спостерігали кращі показники пам’яті після справжньої стимуляції на правій DLPFC порівняно з фіктивною стимуляцією справа. Навпаки, не спостерігалося покращення стимуляції DLPFC зліва.

У другому перехресному експерименті вони стимулювали праву DLPFC п’ять днів на тиждень протягом двох тижнів і виявили, що поліпшення зберігалися щонайменше чотири тижні після закінчення лікування. Нещодавній систематичний огляд [53] показав вплив тривалого застосування HF-rTMS на лікування різних неврологічних і психічних розладів, у тому числі AD.

Два дослідження досліджували клінічний ефект HF-rTMS при 20 Гц над DLPFC, стимулюючи лише ліву півкулю протягом 20 сеансів [54] або ліву та праву DLPFC протягом 13 сеансів [55].

У першому випадку спостерігалося покращення поведінки після тренування за шкалою оцінки патологій поведінки в хворобі Альцгеймера (BEHAVE-AD), а також покращення когнітивних функцій, оцінених за допомогою шкали оцінки хвороби Альцгеймера – когнітивної субшкали (ADAS-Cog). [54]. У другому випадку вони не спостерігали жодних значних покращень наприкінці чотирьох тижнів навчання, але вони спостерігали покращення показників Монреальської когнітивної оцінки (MoCA) протягом другого та третього тижнів [55].

Більшість досліджень було проведено з використанням котушки у формі восьми, яка може стимулювати лише поверхневу частину кори головного мозку, тоді як інші котушки можуть стимулювати ділянки мозку, розташовані глибше, у три рази [56].

Цей вид глибокої стимуляції називається глибоким ТМС (dTMS). Авіраме та ін. [57] використовували dTMS при 10 Гц для стимуляції глибоких префронтальних двосторонніх горбків протягом 20 сеансів у пацієнтів із помірним або важким АД.

Когнітивну оцінку проводили до та після лікування за допомогою комп’ютеризованого когнітивного тесту (Minsdtreams; NeuroTrax Corp., Bellaire, Техас, США) та Addenbrooke CognitiveExamination (ACE).

Порівняння до і після показали майже порогові покращення в обох оцінках, але лише у пацієнтів, які отримали нижчі бали за АПФ (<50) showed significant improvements at the end of the training. 

Крім того, зміни в балах АПФ негативно корелювали з базовими показниками, що свідчить про те, що двостороннє втручання dTMS може бути особливо цінним для пацієнтів із серйозними порушеннями.

For more information:1950477648nn@gmail.com