La stimolazione cerebrale profonda è efficace nel trattamento del morbo di Alzheimer?
Cos'è la stimolazione cerebrale profonda?
Deep Brain Stimulation (DBS) è una procedura in cui gli elettrodi sono posizionati all'interno del cervello e programmati per emettere piccoli impulsi elettrici per stimolare l'attività cerebrale.La DBS è stata utilizzata per diversi anni per le persone con malattia di Parkinson con notevole successo nel ridurre tremori e contrazioni muscolari, oltre a migliorare la postura. Viene anche studiato per trattare altre condizioni mediche, come la depressione e il disturbo ossessivo-compulsivo.
Come sono posizionati gli elettrodi nel cervello?
La risposta breve: la chirurgia cerebrale. Affinché la DBS sia possibile, i fili devono essere inseriti nel cervello. Usando l'anestesia locale, un neurochirurgo pratica dei buchi nel cranio del paziente e filtra con cura i fili in diverse aree del cervello. (L'anestesia locale, quando un paziente è sveglio ma una zona del corpo è intorpidita, può essere usata 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 in cui può infine erogare 130 impulsi elettrici miniaturizzati al secondo ai fili e, di conseguenza, al cervello. Quando inizialmente impiantato, lo stimolatore è spento; pochi giorni o settimane dopo l'intervento, lo stimolatore viene acceso e inizia a fornire gli impulsi elettrici al cervello.
Quando vengono usati per trattare la malattia di Alzheimer, questi fili sono tipicamente collegati al fornice nel cervello. Secondo Johns Hopkins Medicine, "il fornice è un percorso cerebrale strumentale nel portare informazioni all'ippocampo, la parte del cervello dove inizia l'apprendimento e vengono fatti i ricordi e dove appaiono i primi sintomi dell'Alzheimer".
Come funziona la stimolazione cerebrale profonda?
Ci sono diverse teorie sul perché funzioni, ma non c'è ancora una risposta definitiva. Nel Parkinson, si pensa che interrompa e interrompa il licenziamento difettoso del cervello.In effetti, la comprensione da parte dei ricercatori della DBS è così limitata che la possibilità di utilizzarlo per l'Alzheimer è stata scoperta casualmente quando la DBS veniva testata su un uomo che era patologicamente obeso come un modo per provare a controllare il suo appetito. Mentre lo stavano testando con il posizionamento dei fili e gli impulsi elettrici, riportò una vivida memoria. Quando hanno spento gli impulsi, il ricordo è andato via e quando hanno riacceso lo stimolatore, il ricordo è tornato. 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. Anche se il pensiero della chirurgia cerebrale sembra molto rischioso, gli esperti dicono che questa procedura in realtà non è così invasiva come sembra. Ci sono sempre dei rischi con la chirurgia cerebrale; tuttavia, oltre 100.000 persone in tutto il mondo con la malattia di Parkinson sono state sottoposte a DBS con problemi minimi. I rischi includono infezione, malfunzionamento delle apparecchiature, corsa, guasto della batteria e movimento del cavo.Ricerca sulla stimolazione cerebrale profonda e l'Alzheimer's malattia
Ricerca di fase I.Nel 2010, la rivista Annals of Neurology ha pubblicato ricerche che descrivono 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 loro cervello e aveva 12 mesi di stimolazione elettrica continua. Il test del loro funzionamento cognitivo a 6 e 12 mesi indicava un miglioramento, o un declino meno del 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 cerebrale 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 declinante capacità del cervello di abbattere lo zucchero nella malattia di Alzheimer ha fatto sì che alcuni ricercatori chiamassero il "diabete di tipo 3" dell'Alzheimer.
Ricerca di Fase II
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 colpire il morbo di Alzheimer. Ognuno di loro è stato sottoposto a un intervento di chirurgia DBS per l'impianto tra il 2012 e il 2014. La metà di loro ha attivato gli stimolatori dopo 2 settimane e metà di essi si sono attivati dopo 12 mesi. Questo era 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 diversi test tra cui ADAS-Cog 13. Il metabolismo del glucosio cerebrale è stato anche misurato in diverse aree del cervello.
I risultati di questo studio sono stati interessanti e non necessariamente quelli previsti. A 6 mesi dopo l'impianto dello stimolatore, il metabolismo del glucosio cerebrale era aumentato significativamente, ma quei guadagni non erano sostenuti a 12 mesi. Inoltre, è stata rilevata una differenza nella risposta legata all'età. I partecipanti che avevano più di 65 anni hanno dimostrato miglioramenti nel funzionamento cognitivo e nel metabolismo del glucosio cerebrale. Quelli 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 correlato al peggioramento della struttura cerebrale a volte più giovane nei soggetti con Alzheimer (esordio precoce dell'Alzheimer), rispetto a quelli con Alzheimer ad insorgenza tardiva.
Riepilogo degli effetti DBS sul cervello
Gli effetti della DBS sull'Alzheimer sono stati studiati attraverso questi studi clinici di fase I e di fase II, ma sono state raccolte anche informazioni su come influenza il cervello dal suo utilizzo in altri contesti, compresi altri studi di ricerca e nel trattamento del morbo di Parkinson. Sono stati trovati i seguenti effetti:Miglioramento della cognizione generale: 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, tra cui memoria, orientamento, riconoscimento delle parole e altro.
Aumento del volume dell'ippocampo: Mentre l'ippocampo (una parte del cervello associato alla memoria) atrofizza con la presenza di invecchiamento e più significativamente nella malattia di Alzheimer, è stato riscontrato che la DBS aumenta il volume dell'ippocampo nelle persone con Alzheimer. Il volume dell'ippocampo è stato correlato con il 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 di fornice e corpi mammillari: Il corpo del fornice e del mammellone nel cervello (entrambi legati al funzionamento della memoria) hanno dimostrato un aumento di volume dopo la DBS in quelli con Alzheimer.
Livelli più alti di acetilcolina: DBS è stato anche mostrato nella ricerca per innescare il rilascio di acetilcolina. L'acetilcolina aiuta a trasferire i messaggi da una cellula nervosa all'altra nel nostro cervello.
Aumento della memoria spaziale: 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 agli esseri umani, spesso ci forniscono informazioni sulla sicurezza e l'efficacia delle procedure sperimentali.
Diminuzione della fluenza 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 fluenza verbale è diminuita in alcuni di questi individui. Mentre molti con il morbo di Parkinson pensano che questo rischio valga il beneficio che la stimolazione cerebrale profonda fornisce loro. potrebbe non essere così facilmente considerato un rischio utile in quelli con il morbo di Alzheimer.
Considerazioni etiche
Mentre ci sono stati più studi condotti sugli esseri umani, alcuni ricercatori stanno richiedendo ulteriori e ampliati studi che utilizzano la DBS negli animali prima di continuare la ricerca con le persone. Sottolineano che mentre ci sono stati partecipanti alla ricerca DBS che hanno avuto qualche miglioramento cognitivo, ce ne sono stati anche 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 su come funziona la stimolazione cerebrale profonda; quindi, raccomandano che vengano acquisite maggiori informazioni prima di espandere le sperimentazioni cliniche con le persone.
