Ученые продемонстрировали новые перспективы лечения болезни Паркинсона: проанализировав данные 119 пациентов из пяти клиник в разных странах, они показали не только необходимость выборки не менее чем из сотни пациентов, но и предложили новый способ определения сигналов мозга – по делению спектра на периодические и апериодические ритмы.
Глубокая стимуляция мозга (DBS) – это эффективный метод лечения болезни Паркинсона, который позволяет не только подавать ток в мозг, но и считывать, анализируя, его ритмы. Долгое время считалось, что болезнь Паркинсона связана с усилением бета-ритмов (13-30 Гц) в субталамическом ядре (чем сильнее бета-ритм, тем выраженнее проблемы с движениями у пациента). Однако результаты различных исследований часто оказывались противоречивыми, а вклад ритмов других частот оставался недостаточно изученным.
На этот раз ученым удалось показать, что несколько факторов имеют ключевое значение. Во-первых, предыдущие результаты были противоречивыми потому, что выборка меньше чем в сто человек не позволяет говорить о надежных результатах (ранее в таких исследованиях участвовали от 14 до 50 пациентов). Во-вторых, они показали, что бета-ритм действительно слабо связан с симптомами. Ученые применили более совершенный метод анализа – спектральную параметризацию. Этот метод позволяет разделить ритмы мозга на две составляющие: периодическую – бета, тета, гамма-ритмы (как мелодия в музыке) и апериодическую – фоновый «шум», похожий на гул аудитории или шипение винилового проигрывателя.
Именно этот «шум» (апериодическая широкополосная активность в диапазоне 2-60 Гц) и оказался тем самым недостающим звеном. Его уровень точно отражал тяжесть симптомов: чем больше был «шум» в одном из полушарий мозга, тем сильнее были поражены двигательные функции на противоположной стороне тела. Эта связь наблюдалась для всех исследуемых пациентов и не зависела от приема препарата леводопа, широко используемого для лечения болезни Паркинсона.
Это, в свою очередь, означает что такой метод лечения подойдет всем пациентам – имплант адаптируется и под состояние тех, кто принимает лекарство, и тех, кто этого не делает. Новый способ, учитывающий апериодическую мощность, низкий бета-ритм и низкий гамма-ритм, значительно лучше предсказывает тяжесть симптомов, чем одна только бета-мощность.
Исследование не только подчеркивает важность анализа большого набора данных пациентов и физиологически обоснованного спектрального анализа для обнаружения биомаркеров, но также показывает, что апериодическая широкополосная мощность может представлять собой перспективный маркер для инвазивного лечения. Это значит, что уже в обозримом будущем могут появиться импланты для глубокой стимуляции мозга, которые будут подстраиваться под состояние пациента, подавляя не только «фальшивые ноты» бета-ритма, но и вредный «шум» нейронов.
Статья опубликована в журнале eBioMedicine.
Текст: Юлия Баимова