Белое вещество влияет на то, как люди реагируют на терапию стимуляции мозга, направленную на депрессию и инсульт
Незначительные изменения в микроскопической структуре человеческого мозга могут повлиять на то, как пациенты реагируют на новую терапию неврологических проблем.
Техника, называемая неинвазивной электрической стимуляцией мозга, включает в себя приложение электрического тока к поверхности головы пациента для стимуляции клеток мозга, изменяя активность мозга пациента. Он проходит испытания для лечения целого ряда неврологических проблем, включая восстановление после инсульта, черепно-мозговой травмы, деменции и депрессии, но исследования, проведенные на сегодняшний день, показали, что эффекты непостоянны.
Теперь команда исследователей из Имперского колледжа Лондона пролила больше света на то, почему возникают эти несоответствия, и может предоставить физические доказательства того, почему одни пациенты реагируют лучше, чем другие – из-за тонкой структуры их мозговой ткани. Новое исследование предполагает, что терапию можно нацелить на тех пациентов, которые, скорее всего, принесут пользу.
Они обнаружили, что различия в составе белого вещества мозга – ткани, расположенной глубоко в головном мозге и богатой ветвящимися «хвостами» нервных клеток, – были ключевыми. Исследование показало, что те, у кого было больше возможностей подключения в стимулируемых регионах, с большей вероятностью лучше отреагировали на лечение.
По словам команды, результаты, опубликованные в журнале Brain, могут помочь персонализировать неинвазивную электрическую стимуляцию мозга, нацелив лечение на пациентов, которые, скорее всего, получат клинические преимущества.
Доктор. Люсия Ли, клинический преподаватель неврологии на факультете наук о мозге Имперского колледжа Лондона и ведущий автор исследования, сказала: "При всей нынешней шумихе вокруг стимуляции мозга для изменения мозговой активности важно понимать, кому эта методика принесет наибольшую пользу в клинике.
"Проблемы со структурой белого вещества являются признаком целого ряда различных неврологических состояний. Наше исследование является шагом к более персонализированному использованию стимуляции мозга, которое улучшит результаты при использовании этой техники, а также сократит количество людей, которых лечили без надобности."
В ходе исследования исследователи рассмотрели 24 здоровых пациента и 35 пациентов, выздоравливающих после средней или тяжелой черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Участники выполняли задание внутри МРТ сканера (см "Задача стоп-сигнала ” в примечаниях для редакторов) при получении небольшого количества электрического тока через электроды на поверхности кожи головы или плацебо. Они не могли сказать, получали ли они стимуляцию мозга или нет.
Они обнаружили, что здоровые участники, которые получали стимуляцию мозга, лучше справлялись с задачей, чем когда они не получали лечение. У пациентов с ЧМТ выполнение заданий в ответ на стимуляцию сильно различается.
Однако, когда они проанализировали МРТ-сканирование, они обнаружили, что участники с сильно связанным белым веществом в стимулируемой области мозга лучше всего реагировали на лечение, а те, у кого были поврежденные или менее связанные области белого вещества, показали меньшее улучшение.
Они также обнаружили, что стимуляция мозга может частично обратить вспять некоторые аномалии мозговой активности, вызванные ЧМТ.
Команда предупреждает, что, хотя для подтверждения результатов требуется дополнительная работа, это может означать, что стимуляция мозга может оказаться полезным подходом к лечению других неврологических состояний с аномальной мозговой активностью в качестве особенности, таких как деменция.
"Мы обнаружили, что люди с более сильными связями в белом веществе мозга лучше улучшают состояние при стимуляции," Доктор. Ли объяснил. "Это может быть важной причиной, по которой предыдущие исследования показали, что одни люди получают пользу от стимуляции, а другие – нет, и означает, что мы можем начать использовать стимуляцию мозга более индивидуально."
По словам исследователей, исследование ограничено тем, что они исследовали только один тип когнитивного поведения и должны были быть воспроизведены в других типах поведения, чтобы показать, применимы ли результаты в более общем плане. Кроме того, они стимулировали только одну область мозга, поэтому они не знают, специфичны ли эффекты для этой области или можно стимулировать другие области.
Доктор. Ли объясняет, что теперь команда сосредоточится на более крупных исследованиях с большим количеством участников, чтобы выяснить, какие еще факторы влияют на чью-то реакцию на стимуляцию мозга. Они также будут применять эту технику к другим состояниям с нарушениями мозговой активности, чтобы увидеть, могут ли они изменить активность и улучшить функцию мозга.
"Травматическое повреждение аксонов влияет на когнитивный эффект неинвазивной стимуляции мозга," Люсия Ли и др., опубликовано в журнале Brain.