Contenuto
- Cos'è la stimolazione cerebrale profonda?
- Come vengono posizionati gli elettrodi nel cervello?
- Come funziona la stimolazione cerebrale profonda?
- È sicuro?
- Ricerca sulla stimolazione cerebrale profonda e il morbo di Alzheimer
- Riepilogo degli effetti della DBS sul cervello
- Considerazioni etiche
Cos'è la stimolazione cerebrale profonda?
La stimolazione cerebrale profonda (DBS) è una procedura in cui gli elettrodi vengono posizionati all'interno del cervello e programmati per emettere piccoli impulsi elettrici per stimolare l'attività cerebrale.
DBS è stato utilizzato per diversi anni per le persone con malattia di Parkinson con notevole successo nel ridurre i tremori e le contrazioni muscolari, oltre a migliorare la postura. Viene anche studiato per trattare altre condizioni mediche, come la depressione e il disturbo ossessivo-compulsivo.
Come vengono posizionati gli elettrodi nel cervello?
La risposta breve: chirurgia cerebrale. Affinché la DBS sia possibile, i fili devono essere inseriti nel cervello. Usando l'anestesia locale, un neurochirurgo pratica dei fori nel cranio del paziente e infila con cura i fili in diverse aree del cervello. (L'anestesia locale, quando un paziente è sveglio ma un'area del corpo è intorpidita, può essere utilizzata perché il cervello stesso non può sentire alcun dolore.)
Una macchina simile a un pacemaker viene quindi impiantata in anestesia generale nel torace della persona dove può eventualmente fornire 130 impulsi elettrici in miniatura al secondo ai fili e, di conseguenza, al cervello. Quando viene inizialmente impiantato, lo stimolatore viene spento; pochi giorni o settimane dopo l'intervento, lo stimolatore si accende e inizia a fornire gli impulsi elettrici al cervello.
Quando vengono utilizzati per trattare la malattia di Alzheimer, questi fili sono generalmente collegati al fornice nel cervello. Secondo la Johns Hopkins Medicine, "il fornice è un percorso cerebrale strumentale nel portare informazioni all'ippocampo, la parte del cervello in cui inizia l'apprendimento e vengono creati i ricordi, e dove sembrano sorgere i primi sintomi dell'Alzheimer".
Come funziona la stimolazione cerebrale profonda?
Ci sono diverse teorie sul motivo per cui funziona, ma non c'è ancora una risposta conclusiva. Nel morbo di Parkinson, si pensa che interrompa e interrompa il funzionamento difettoso del cervello.
In effetti, la comprensione dei ricercatori della DBS è così limitata che la possibilità di utilizzarla per l'Alzheimer è stata scoperta accidentalmente quando la DBS veniva testata su un uomo che era morbosamente obeso come un modo per cercare di controllare il suo appetito. Mentre lo stavano testando con il posizionamento del filo e gli impulsi elettrici, ha riportato un vivido ricordo. Quando hanno spento gli impulsi, la memoria è scomparsa e quando hanno riacceso lo stimolatore, la memoria è tornata. Ciò ha portato alla consapevolezza che forse esiste un modo per stimolare il cervello e i ricordi che contiene.
È sicuro?
DBS sembra essere abbastanza sicuro. Sebbene il pensiero di un intervento chirurgico al cervello suoni molto rischioso, gli esperti dicono che questa procedura non è in realtà così invasiva come sembra. Ci sono sempre dei rischi con la chirurgia cerebrale; tuttavia, oltre 100.000 persone in tutto il mondo con malattia di Parkinson sono state sottoposte a DBS con problemi minimi. I rischi includono infezioni, malfunzionamento dell'apparecchiatura, ictus, guasto della batteria e movimento del cavo.
Ricerca sulla stimolazione cerebrale profonda e il morbo di Alzheimer
Fase I. Ricerca
Nel 2010, la rivista Annals of Neurology ha pubblicato una ricerca che delinea uno studio clinico di fase I condotto in Canada con sei persone con diagnosi di Alzheimer precoce. Ognuno di loro aveva uno stimolatore cerebrale profondo impiantato chirurgicamente nel cervello e ha sperimentato 12 mesi di stimolazione elettrica continua.Il test del loro funzionamento cognitivo a 6 e 12 mesi ha indicato un miglioramento o un calo inferiore al previsto in tre dei sei partecipanti.
Inoltre, le scansioni PET sono state utilizzate per valutare il metabolismo del glucosio cerebrale, che è la capacità del cervello di abbattere gli zuccheri per il carburante del cervello e può anche essere un indicatore dei livelli di attività dei neuroni nel cervello. Le persone con Alzheimer mostrano in genere una diminuzione del metabolismo del glucosio nel tempo, ma questi sei partecipanti alla ricerca hanno mostrato un aumento che è stato mantenuto durante lo studio. È interessante notare che la diminuzione della capacità del cervello di abbattere lo zucchero nella malattia di Alzheimer ha indotto alcuni ricercatori a chiamare l'Alzheimer "diabete di tipo 3".
Fase II di ricerca
In uno studio di fase II condotto da Johns Hopkins, 42 pazienti di età compresa tra 45 e 85 anni hanno partecipato alla DBS per mirare alla malattia di Alzheimer. Ognuno di loro ha subito un intervento chirurgico di DBS per l'impianto tra il 2012 e il 2014. A metà di loro è stato acceso lo stimolatore dopo 2 settimane e a metà dopo 12 mesi. Questo è stato uno studio in doppio cieco, poiché né i medici né i pazienti sapevano quando gli stimolatori venivano attivati.
La cognizione è stata valutata in questo studio attraverso più test tra cui l'ADAS-Cog 13. Il metabolismo del glucosio cerebrale è stato misurato anche in diverse aree del cervello.
I risultati di questo studio sono stati interessanti e non necessariamente quello che ci si aspettava. A 6 mesi dall'impianto dello stimolatore, il metabolismo del glucosio cerebrale era aumentato in modo significativo, ma questi guadagni non sono stati mantenuti a 12 mesi. Inoltre, è stata notata una differenza nella risposta correlata all'età. Quei partecipanti che avevano più di 65 anni hanno dimostrato miglioramenti nel funzionamento cognitivo e nel metabolismo del glucosio cerebrale. Coloro che avevano meno di 65 anni non hanno mostrato miglioramenti significativi in nessuna delle due aree. I ricercatori hanno teorizzato che questo effetto potrebbe essere stato correlato al deterioramento a volte maggiore della struttura cerebrale nei giovani con Alzheimer (Alzheimer ad esordio precoce), rispetto a quelli con Alzheimer ad esordio tardivo.
Riepilogo degli effetti della DBS sul cervello
Gli effetti della DBS sull'Alzheimer sono stati studiati attraverso questi studi clinici di fase I e II, ma sono state anche raccolte informazioni su come influisce sul cervello dal suo utilizzo in altri contesti, inclusi altri studi di ricerca e nel trattamento del morbo di Parkinson. Sono stati riscontrati i seguenti effetti:
Cognizione generale migliorata:La ricerca sulla DBS nelle persone con Alzheimer ha portato a un miglioramento della cognizione per alcuni dei partecipanti, come misurato da più test neuropsicologici. Questi test misurano diversi aspetti del funzionamento del cervello, inclusi la memoria, l'orientamento, il riconoscimento delle parole e altro ancora.
Aumento del volume dell'ippocampo:Mentre l'ippocampo (una parte del cervello associata alla memoria) si atrofizza con la presenza dell'invecchiamento e in modo più significativo nella malattia di Alzheimer, è stato scoperto che la DBS aumenta il volume dell'ippocampo nelle persone con Alzheimer. Il volume ippocampale è stato correlato al funzionamento della memoria.
Aumento del metabolismo del glucosio cerebrale:Come evidenziato sopra, alcuni soggetti che hanno ricevuto DBS hanno dimostrato un miglioramento del metabolismo del glucosio in più aree del cervello.
Aumento del volume del fornice e dei corpi mammillari:Il fornice e i corpi mammillari nel cervello (che sono entrambi correlati al funzionamento della memoria) hanno dimostrato un aumento del volume dopo la DBS in quelli con Alzheimer.
Livelli di acetilcolina più elevati:La DBS ha anche dimostrato nella ricerca di innescare il rilascio di acetilcolina. L'acetilcolina aiuta a trasferire i messaggi da una cellula nervosa all'altra nel nostro cervello.
Memoria spaziale aumentata:Dopo la stimolazione cerebrale profonda al fornice dei ratti, hanno dimostrato una migliore memoria spaziale nella loro capacità di navigare in un labirinto. Sebbene gli studi sugli animali non si trasferiscano sempre sull'uomo, spesso ci forniscono informazioni sulla sicurezza e sull'efficacia delle procedure sperimentali.
Diminuzione della fluidità verbale:La stimolazione cerebrale profonda è stata utilizzata per anni nelle persone con Parkinson con risultati significativamente positivi. Tuttavia, alcune ricerche hanno scoperto che la fluidità verbale è diminuita in alcuni di questi individui. Mentre molti affetti da Parkinson ritengono che questo rischio valga il beneficio fornito loro dalla stimolazione cerebrale profonda. potrebbe non essere considerato così facilmente un rischio utile in quelli con malattia di Alzheimer.
Considerazioni etiche
Sebbene siano stati condotti più studi sugli esseri umani, alcuni ricercatori richiedono studi aggiuntivi e ampliati utilizzando DBS negli animali prima di continuare ulteriori ricerche con le persone. Sottolineano che mentre ci sono stati partecipanti alla ricerca sulla DBS che hanno sperimentato un miglioramento cognitivo, ce ne sono stati anche alcuni altri che sono diminuiti in alcune aree cognitive dopo la stimolazione cerebrale profonda.
Questi ricercatori sottolineano anche il fatto che c'è una mancanza di comprensione di come funziona la stimolazione cerebrale profonda; pertanto, raccomandano di acquisire maggiori informazioni prima di espandere gli studi clinici con le persone.
Una parola da Verywell
La stimolazione cerebrale profonda è stata consolidata come trattamento appropriato per il morbo di Parkinson; tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per discernere i suoi benefici nella malattia di Alzheimer. Il potenziale della DBS per il miglioramento cognitivo è eccitante, soprattutto perché continuiamo a lottare per trovare un trattamento efficace per l'Alzheimer.
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