توصل باحثون من جامعة كارنيجي ميلون إلى طريقة لجعل التحفيز العميق للدماغ (DBS) أكثر دقة، مما يؤدي إلى تأثيرات علاجية تفوق ما هو متاح حاليًا.
سيؤدي العمل، بقيادة أرين جيتس وزملائه في مختبر Gittis التابع لجامعة كارنيجي ميلون، إلى تقدم كبير في دراسة مرض باركنسون.
يسمح DBS للباحثين والأطباء باستخدام أقطاب كهربائية رفيعة مزروعة في الدماغ لإرسال إشارات كهربائية إلى جزء الدماغ الذي يتحكم في الحركة.
إنها طريقة مثبتة للمساعدة في التحكم في الحركة غير المرغوب فيها في الجسم، ولكن يجب أن يتلقى المرضى تحفيزًا كهربائيًا مستمرًا للتخلص من أعراضه.
قالت جيتيس، الأستاذ المشارك في العلوم البيولوجية في كلية ميلون للعلوم وهيئة التدريس في معهد العلوم العصبية، إن البحث الجديد يمكن أن يغير ذلك.
“من خلال إيجاد طريقة للتدخل لها تأثيرات طويلة الأمد، نأمل في تقليل وقت التحفيز بشكل كبير، وبالتالي تقليل الآثار الجانبية وإطالة عمر بطارية الغرسات.”
وضعت Gittis الأساس لهذا النهج العلاجي في عام 2017، عندما حدد مختبرها فئات معينة من الخلايا العصبية داخل الدوائر الحركية للدماغ
والتي يمكن استهدافها لتوفير راحة طويلة الأمد من الأعراض الحركية في نماذج باركنسون.
في هذا العمل، استخدم المختبر علم البصريات الوراثي، وهي تقنية تستخدم الضوء للتحكم في الخلايا العصبية المعدلة وراثيًا.
ومع ذلك، لا يمكن استخدام علم البصريات الوراثي حاليًا على البشر.
منذ ذلك الحين، تحاول العثور على استراتيجية يمكن ترجمتها بسهولة أكبر للمرضى الذين يعانون من مرض باركنسون.
وقد حقق فريقها نجاحًا في الفئران باستخدام بروتوكول DBS الجديد الذي يستخدم دفعات قصيرة من التحفيز الكهربائي.
قالت جيتس: “هذا تقدم كبير على العلاجات الحالية الأخرى”.
“في بروتوكولات DBS الأخرى، بمجرد إيقاف التحفيز، تعود الأعراض، ويبدو أن هذا يوفر فوائد تدوم طويلاً – على الأقل أربع مرات أطول من DBS التقليدي “.
في البروتوكول الجديد، استهدف الباحثون مجموعات فرعية محددة من الخلايا العصبية في منطقة الكرة الشاحبة،
المسؤولة عن تنشيط جميع الحركات في جسم الإنسان، مع دفعات قصيرة من التحفيز الكهربائي.
قالت Gittis إن الباحثين يحاولون منذ سنوات إيجاد طرق لتقديم التحفيز بطريقة محددة من نوع الخلية.
إقرأ أيضا:
وأضافت: “استخدمنا نهج “من أسفل إلى أعلى” لدفع خصوصية نوع الخلية، ودرسنا بيولوجيا هذه الخلايا وحددنا المدخلات التي تحركها.”
وأردفت قائلة: “لقد وجدنا بقعة جميلة سمحت لنا بالاستفادة من علم الأحياء الأساسي “.
ومن جانبها قالت تيريزا سبيكس، المؤلفة الأولى للورقة البحثية:
“على الرغم من وجود العديد من النظريات القوية، إلا أن العلماء لا يفهمون تمامًا سبب عمل تقنية DBS.”
“نحن نوعا ما نلعب بالصندوق الأسود، فلا نفهم حتى الآن كل جزء مما يحدث هناك، ولكن يبدو أن نهجنا القصير المتقطع يوفر راحة أكبر للأعراض.”
وقالت إن التغيير في النمط يتيح لنا التأثير بشكل مختلف على أنواع الخلايا.
Spix، متحمسة بشأن العلاقة المباشرة التي تربط هذا البحث بالدراسات السريرية، وأضافت:
“في كثير من الأحيان لا يكون لدى أولئك الذين يعملون في مختبرات أبحاث العلوم الأساسية بالضرورة الكثير من التواصل مع المرضى الفعليين.”
“بدأ هذا البحث بأسئلة أساسية جدًا حول الدوائر ولكنه أدى إلى شيء يمكن أن يساعد المرضى في المستقبل القريب”.
وقال نيستور توميتش، جراح الأعصاب في Allegheny Health Network أو AHN:
“إن الباحثين سيبدأون قريبًا دراسة عشوائية مزدوجة التعمية للمرضى المصابين بمرض باركنسون مجهول السبب.”
وسيتم متابعة المرضى لمدة 12 شهرًا لتقييم التحسينات في الأعراض الحركية لمرض باركنسون وتكرار الأحداث الضائرة.
“تواصل آرين جيتس إجراء أبحاث مذهلة توضح فهمنا لأمراض العقد القاعدية في اضطرابات الحركة.
وقال توميتش: “نحن متحمسون لأن بحثها حول التحفيز الانفجاري يظهر إمكانية تحسين التحفيز العميق للدماغ الذي يعد بالفعل علاجًا راسخًا وفعالًا لمرض باركنسون”.
ومن جانبها قالت دونالد وايتينج، كبير المسؤولين الطبيين في AHN وأحد أبرز الخبراء في البلاد في استخدام DBS:
“إن البروتوكول الجديد قد يفتح الأبواب أمام العلاجات التجريبية.”
“تساعدنا آرين في إبراز الأشياء التي ستغير مستقبل ما نفعله لمرضانا في النماذج الحيوانية.
وقالت وايتنج إنها تساعد في الواقع في تطوير علاج الرعاية لمرضى باركنسون لعقود قادمة مع بحثها.
وقال Tomycz: “سيساعد هذا العمل حقًا في تصميم التكنولوجيا المستقبلية التي نستخدمها في الدماغ وسيساعدنا في الحصول على نتائج أفضل لهؤلاء المرضى.”