Kích thích não có thể hỗ trợ nhận thức trong bệnh Parkinson
Nghiên cứu mới cho thấy rằng kích thích tần số thấp của vùng não sâu có thể cải thiện chức năng nhận thức ở bệnh nhân mắc bệnh Parkinson (PD). Nếu đúng, phát hiện này tạo tiền đề cho khả năng kích thích não bộ để điều trị các bệnh nhận thức khác.
Công trình mới của các nhà thần kinh học và giải phẫu thần kinh tại Đại học Iowa cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên về mối liên hệ trong não bộ con người giữa vùng suy nghĩ của não và các vùng liên quan đến việc kiểm soát chuyển động.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các bản ghi âm hiếm gặp trong não để tìm ra các liên kết tiềm năng giữa vỏ não trước và một cấu trúc sâu hơn được gọi là nhân dưới đồi (STN).
Nghiên cứu, được tìm thấy trực tuyến trên tạp chí Óc, cho thấy kích thích STN ở tần số thấp cải thiện hiệu suất của bệnh nhân PD trong một nhiệm vụ nhận thức đơn giản thường bị rối loạn bởi PD.
Nandakumar Narayanan, M.D., Ph.D., trợ lý giáo sư thần kinh học và tác giả nghiên cứu cao cấp của UI cho biết: “Không mấy khi bạn xác định được một kết nối mới trong não người.
“Sự tồn tại của con đường siêu trực tràng này từ vỏ não trước trán đến STN đã được ghi nhận trong khoảng một thập kỷ, nhưng đây là lần đầu tiên chúng tôi thực nghiệm chứng minh rằng nó tồn tại và hoạt động ở người.
Ông nói: “Chúng tôi cũng có thể chứng minh rằng nếu chúng tôi kích thích STN, chúng tôi sẽ thay đổi hoạt động của vỏ não trước và chúng tôi nghĩ rằng nó diễn ra theo con đường này. “Và nếu chúng ta kích thích STN và thay đổi hoạt động của vỏ não, chúng ta thực sự có thể thay đổi hành vi theo hướng có lợi, cải thiện hiệu suất nhận thức của bệnh nhân.”
Bệnh Parkinson là một tình trạng thoái hóa thần kinh tiến triển ảnh hưởng đến khoảng một triệu người ở Hoa Kỳ. Kích thích não sâu của STN ở tần số cao đã được chấp thuận để điều trị các vấn đề về cử động ở một số bệnh nhân mắc chứng PD.
Tuy nhiên, ngoài việc gây ra các vấn đề về vận động, PD còn ảnh hưởng đến suy nghĩ hoặc nhận thức. Những phát hiện mới làm tăng khả năng kích thích não sâu STN ở một tần số khác (thấp) cũng có thể cải thiện các triệu chứng nhận thức trong PD, và thậm chí có thể trong các bệnh thần kinh và tâm thần khác.
Trong nghiên cứu, nhóm nghiên cứu có thể lập bản đồ kết nối STN-vỏ não bằng cách “lắng nghe” hoạt động của não trong các cuộc phẫu thuật để cấy các điện cực kích thích não sâu (DBS) ở bệnh nhân PD.
Bác sĩ giải phẫu thần kinh UI Jeremy Greenlee, M.D., thực hiện hơn 30 ca phẫu thuật như vậy mỗi năm và chuyên môn của ông rất quan trọng đối với thí nghiệm lập bản đồ. Sử dụng các điện cực ghi âm chuyên dụng đặt bên trong não của bệnh nhân, Greenlee lắng nghe hoạt động của não để đặt thiết bị DBS một cách chính xác.
Những điện cực đó cũng cho phép ghi trực tiếp hoạt động của não cho các mục đích thí nghiệm ở những bệnh nhân tỉnh táo trong quá trình phẫu thuật mà không gây thêm rủi ro nào. Loại ghi âm trong phẫu thuật này không phổ biến lắm, nhưng Greenlee và các đồng nghiệp UI của ông có bề dày kinh nghiệm về kỹ thuật này.
Trong quá trình phẫu thuật, các bệnh nhân đã làm một nhiệm vụ nhận thức đơn giản như cách kích thích một phần não trong khi ghi lại hoạt động điện từ các phần khác được kết nối. Việc lắng nghe hoạt động thần kinh trong quá trình thực hiện nhiệm vụ cho phép nhóm lập bản đồ kết nối.
Greenlee giải thích: “Chúng tôi có thể gợi ra một phản hồi để thể hiện kết nối chức năng. “Phản hồi rất nhanh gợi ý một kết nối synap đơn, trực tiếp - đó là ý nghĩa của siêu trực tuyến.”
Sau khi thiết lập sự tồn tại của kết nối siêu trực tuyến, các nhà nghiên cứu tiếp theo đã nghiên cứu tác động của kích thích STN tần số thấp đối với khả năng nhận thức. Nhóm của Narayanan sử dụng một nhiệm vụ tư duy rất đơn giản - ước tính chính xác thời gian trôi qua - để nghiên cứu sự suy giảm nhận thức ở bệnh nhân PD và mô hình động vật của PD.
Họ phát hiện ra kích thích cải thiện hiệu suất nhận thức.
Trong các cuộc thăm khám theo dõi sau phẫu thuật, các nhà nghiên cứu đã yêu cầu bệnh nhân thực hiện nhiệm vụ định thời gian với bộ kích thích DBS được đặt thành một trong ba cài đặt: tần số cao (bình thường để kiểm soát chuyển động), không kích thích hoặc cài đặt tần số thấp 4 Hz. Chỉ kích thích 4 Hz mới cải thiện hiệu suất của bệnh nhân trong bài kiểm tra thời gian.
Các nhà nghiên cứu cho rằng tần số giống như các kênh liên lạc giữa các mạng. Nếu hai mạng hoạt động cùng nhau ở cùng một tần số, đó có thể là một cách duy nhất để các mạng tương tác và thông tin được truyền đi.
Nguồn: Đại học Iowa / EurekAlert
