Ученые из Маунт-Синай выявили три важные связи в мозгу, связанные с долгосрочным улучшением состояния пациентов, получающих глубокую стимуляцию мозга (DBS) по поводу тяжелой депрессии, которая не поддается лечению традиционными методами лечения. Это открытие может помочь исследователям сделать эту экспериментальную терапию более точной и эффективной.
Опубликовано 1 октября в журнале Американский журнал психиатрииВ ходе исследования была изучена самая большая на сегодняшний день группа пациентов, собранных в несколько независимых когорт, которые получили подмозолистую поясную стимуляцию глубокого мозга (SCC DBS) по поводу резистентной к лечению депрессии.
Исследователи обнаружили, что устойчивые улучшения были последовательно связаны с электрической стимуляцией, достигающей трех конкретных путей белого вещества: поясного пучка, малых щипцов и медиального крючковидного пучка/вентрального миндалинофугального пути.
Эти результаты подтверждают необходимость использования подробных карт связей мозга для точного определения места имплантации электродов, а не выбора их положения, основываясь в первую очередь на анатомических ориентирах. Эта стратегия, известная как таргетинг на основе коннектома, уже помогла сформировать текущее клиническое исследование Abbott TRANSCEND, рандомизированное контролируемое исследование, в котором используются индивидуальные карты связей мозга для управления лечением SCC DBS.
«Это исследование подчеркивает важность индивидуального хирургического подхода для достижения оптимальных результатов с помощью глубокой стимуляции мозга при депрессии», — сказала Хелен Майберг, доктор медицинских наук, профессор нейротерапии Маунт-Синай и директор-основатель Семейного центра передовой контурной терапии Нэша в Медицинской школе Икан на Маунт-Синай. «В любом рандомизированном контролируемом исследовании нейромодуляционного лечения точное размещение электродов и подтверждение того, что намеченная мишень в мозге задействована, являются важными первыми шагами. Нам еще многое предстоит узнать о том, какие пациенты, скорее всего, выиграют от стимуляции этой конкретной мишени, но разработка основанных на визуализации сигнатур, которые могут сопоставить пациентов с их оптимальным лечением, остается центральной целью нашего исследования».
Как глубокая стимуляция мозга помогает справиться с тяжелой депрессией
Для людей с резистентной к лечению депрессией стандартные методы лечения не смогли обеспечить адекватного облегчения. Исследователи изучают глубокую стимуляцию мозга как возможное лечение людей с тяжелыми и постоянными симптомами.
Процедура включает хирургическое размещение электродов внутри мозга для доставки контролируемых электрических сигналов в цепи, участвующие в депрессии. Однако правильное расположение электродов остается одной из самых больших проблем.
Электрическая стимуляция не просто воздействует на ткань мозга, ближайшую к имплантированному электроду. Он также может влиять на более крупные сети через пути белого вещества, соединяющие различные области мозга. В результате у двух пациентов с электродами, имплантированными почти в одинаковые места, могут наблюдаться совершенно разные результаты в зависимости от того, какие соединения на самом деле стимулируются.
Предыдущие исследования Маунт-Синай и Университета Эмори помогли установить важность этих сетей. В исследованиях, опубликованных в период с 2014 по 2023 гг. Биологическая психиатрия, Молекулярная психиатрияи Природакоманды определили пути белого вещества, связанные с успешным лечением SCC DBS, и разработали метод планирования размещения электродов с использованием карт связей мозга.
Последнее исследование было направлено на то, чтобы определить, важны ли эти связи для пациентов, проходивших лечение в других исследовательских центрах. Ученые также хотели понять, могут ли различия в путях, достигаемых стимуляцией, помочь объяснить пациентов, которые не получили пользы.
Три связи в мозгу, связанные с устойчивым улучшением
Для расследования исследователи изучили информацию из нескольких клинических исследований, в том числе исследования BROADEN и группы пациентов в Университете Торонто, где изначально был разработан SCC DBS.
Они использовали компьютерные модели электрических полей, генерируемых имплантированными электродами, наряду с картами связей мозга. Это позволило им оценить, какие пути получили стимуляцию, и сравнить эти закономерности в разных группах пациентов.
Результаты показали устойчивую взаимосвязь между устойчивым улучшением и стимуляцией поясного пучка, малых щипцов и медиального крючковидного пучка/вентральных миндалевидных путей.
Одно открытие было особенно примечательным. Во всех исследовательских центрах у пациентов, которые не ответили на лечение через два года, наблюдалось отсутствие стимуляции левого поясного пучка.
Исследователи не исследовали, улучшит ли перемещение электродов по этому пути симптомы этих пациентов. Тем не менее, эта закономерность предлагает возможное объяснение того, почему, казалось бы, одинаковое расположение электродов может давать разные результаты. Электрод может быть расположен в правильной общей области, но все равно не сможет активировать все связи, связанные с устойчивым улучшением.
«Это исследование затрагивает важный вопрос DBS: не просто какую область мозга стимулировать, но и какие связи внутри этой области необходимо задействовать», — сказал Брайан Копелл, доктор медицинских наук, директор Центра нейромодуляции на горе Синай. «Для такого сетевого расстройства, как депрессия, миллиметры могут определить, достигает ли стимуляция путей, которые мы намереваемся модулировать. Идентификация и воспроизводимое задействование этих путей дает нам более точную хирургическую цель и основу для понимания того, почему в противном случае одинаковое размещение электродов может привести к различным клиническим результатам».
На пути к более персонализированному лечению депрессии
Хотя достижение этих трех путей кажется важным, исследователи подчеркивают, что само по себе размещение электродов вряд ли определит улучшение состояния пациента.
Исследование сосредоточилось на выявлении связей мозга, которые должны получать стимуляцию. Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, какие люди с наибольшей вероятностью получат пользу от SCC DBS и как следует корректировать электрическую стимуляцию по мере продолжения лечения.
Были также ограничения на данные визуализации мозга. Индивидуальные диффузионные МРТ-сканирования, которые могут предоставить информацию о связях белого вещества человека, были доступны не для каждого участника. Следовательно, в большей части анализа использовались обобщенные карты связей мозга, а не карты, созданные специально для каждого пациента.
Что касается группы пациентов Эмори, исследователи смогли сравнить результаты, полученные на основе обобщенных карт связности, с результатами, основанными на индивидуальной диффузной визуализации. Оба подхода дали последовательные результаты, что еще раз подтвердило важность выявленных путей. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы установить ценность визуализации для конкретного пациента.
Будущие исследования позволят выяснить, могут ли дополнительные измерения изображений головного мозга, включая целостность белого вещества и функциональные связи, помочь идентифицировать подходящих пациентов, улучшить размещение электродов и определить параметры лечения.
«Наши результаты показывают, что именно задействование этих путей белого вещества является важным первым шагом к устойчивому ответу», — сказал Ки Суенг Чой, доктор философии, доцент, руководитель отдела визуализации в Центре передовой контурной терапии на горе Синай и автор исследования. «Следующий шаг — охарактеризовать аномальные функциональные и структурные состояния мозга по этим путям, чтобы построить более подробные модели для настройки параметров стимуляции для конкретного пациента, включая амплитуду, частоту и ширину импульса, для точной медицины».
Объединив все более подробные карты мозга с персонализированными настройками стимуляции, ученые надеются лучше понять, почему некоторые люди испытывают длительное облегчение, а другие — нет. Полученные результаты представляют собой еще один шаг на пути к разработке более целенаправленных методов лечения тяжелой депрессии, хотя необходимы дальнейшие клинические исследования, чтобы установить, насколько эти подходы могут улучшить результаты.
Финансирование исследований и раскрытие информации
Исследование получило поддержку со стороны Инициативы BRAIN Национальных институтов здравоохранения в виде гранта UH3NS103550, Фонда исследования депрессии «Надежда на депрессию» и Фонда DANA.
Подразделение Abbott по нейромодуляции предоставило данные клинического исследования BROADEN, но не участвовало в разработке или анализе текущего исследования.
Раскрытие информации о конфликте интересов: д-р Брайан Копелл работает оплачиваемым консультантом в компании Abbott Laboratories.
Доктор Хелен Майберг — известный соавтор метода, который использует глубокую стимуляцию мозга (DBS) в определенной области мозга (подмозолистую поясную извилину) для лечения резистентной к лечению депрессии. Лицензию на метод получила компания Abbott Laboratories. Доктор Майберг получил роялти от функциональной нейронауки, связанной с этой технологией, и имеет право на получение дополнительных выплат в будущем. Она также работает оплачиваемым консультантом в Abbott Laboratories в связи с клиническими испытаниями DBS при депрессии.
Доктор А.С. Ки Суенг Чой и доктор Мартин Фиги также являются оплачиваемыми консультантами Abbott Laboratories.
Доктор Майберг, доктор Копелл и доктор Чой названы соавторами патентной заявки, касающейся метода определения оптимального размещения электродов при глубокой стимуляции мозга при депрессии. Заявка на патент была подана через Mount Sinai, но технология остается нелицензированной. Однако этот подход использовался в клиническом исследовании TRANSCEND.
