Inhoud
- Wat is diepe hersenstimulatie?
- Hoe worden elektroden in de hersenen geplaatst?
- Hoe werkt diepe hersenstimulatie?
- Is het veilig?
- Onderzoek naar diepe hersenstimulatie en de ziekte van Alzheimer
- Samenvatting van DBS-effecten op de hersenen
- Ethische overwegingen
Wat is diepe hersenstimulatie?
Deep Brain Stimulation (DBS) is een procedure waarbij elektroden in de hersenen worden geplaatst en geprogrammeerd om kleine elektrische pulsen af te geven om hersenactiviteit te stimuleren.
DBS wordt al enkele jaren gebruikt bij mensen met de ziekte van Parkinson, met aanzienlijk succes bij het verminderen van tremoren en spiercontracties, en bij het verbeteren van de houding. Het wordt ook onderzocht om andere medische aandoeningen te behandelen, zoals depressie en obsessief-compulsieve stoornis.
Hoe worden elektroden in de hersenen geplaatst?
Het korte antwoord: hersenoperatie. Om DBS mogelijk te maken, moeten er draden in de hersenen worden ingebracht. Met behulp van lokale anesthesie boort een neurochirurg gaten in de schedel van de patiënt en leidt hij voorzichtig draden naar verschillende delen van de hersenen. (Lokale anesthesie, wanneer een patiënt wakker is maar een deel van het lichaam verdoofd is, kan worden gebruikt omdat de hersenen zelf geen pijn kunnen voelen.)
Een pacemaker-achtige machine wordt vervolgens onder algemene anesthesie in de borst van de persoon geïmplanteerd, waar het uiteindelijk 130 miniatuur elektrische impulsen per seconde kan afgeven aan de draden en bijgevolg aan de hersenen. Bij de eerste implantatie is de stimulator uitgeschakeld; een paar dagen of weken na de operatie wordt de stimulator ingeschakeld en begint deze elektrische impulsen aan de hersenen af te geven.
Bij gebruik om de ziekte van Alzheimer te behandelen, zijn die draden meestal verbonden met de fornix in de hersenen. Volgens Johns Hopkins Medicine "is de fornix een hersenbaan die een belangrijke rol speelt bij het brengen van informatie naar de hippocampus, het deel van de hersenen waar het leren begint en herinneringen worden gemaakt, en waar de eerste symptomen van de ziekte van Alzheimer lijken op te treden."
Hoe werkt diepe hersenstimulatie?
Er zijn verschillende theorieën over waarom het werkt, maar er is nog geen sluitend antwoord. Bij Parkinson wordt gedacht dat het het defecte vuren van de hersenen onderbreekt en verstoort.
In feite is het begrip van de onderzoekers van DBS zo beperkt dat de mogelijkheid om het te gebruiken voor de ziekte van Alzheimer per ongeluk werd ontdekt toen DBS werd getest op een man met morbide obesitas als een manier om zijn eetlust onder controle te krijgen. Terwijl ze hem testten met de plaatsing van de draden en elektrische impulsen, meldde hij een levendige herinnering. Toen ze de impulsen uitschakelden, verdween het geheugen en toen ze de stimulator weer aanzetten, keerde het geheugen terug. Dit leidde tot het besef dat er misschien een manier is om de hersenen en de herinneringen die ze bevatten te stimuleren.
Is het veilig?
DBS lijkt redelijk veilig te zijn. Hoewel de gedachte aan hersenchirurgie erg riskant klinkt, zeggen experts dat deze procedure eigenlijk niet zo invasief is als het klinkt. Er zijn altijd risico's bij hersenoperaties; Maar meer dan 100.000 mensen met de ziekte van Parkinson hebben DBS ondergaan met minimale problemen. Risico's zijn onder meer infectie, defecte apparatuur, beroerte, batterijstoring en beweging van de draad.
Onderzoek naar diepe hersenstimulatie en de ziekte van Alzheimer
Fase I Onderzoek
In 2010 publiceerde het tijdschrift Annals of Neurology een onderzoek waarin een fase I klinisch onderzoek werd beschreven dat in Canada werd uitgevoerd met zes mensen bij wie de ziekte van Alzheimer in een vroeg stadium was vastgesteld. Ze hadden elk een diepe hersenstimulator die chirurgisch in hun hersenen werd geïmplanteerd en ze ondergingen 12 maanden continue elektrische stimulatie.Testen van hun cognitief functioneren na 6 en 12 maanden gaven een verbetering of een minder dan verwachte afname aan bij drie van de zes deelnemers.
Bovendien werden PET-scans gebruikt om het glucosemetabolisme in de hersenen te evalueren, wat het vermogen is van de hersenen om suikers af te breken voor hersenbrandstof en ook een indicator kan zijn van de activiteitsniveaus van neuronen in de hersenen. Mensen met de ziekte van Alzheimer vertonen doorgaans een afname van het glucosemetabolisme in de loop van de tijd, maar deze zes onderzoeksdeelnemers vertoonden een toename die gedurende het onderzoek werd gehandhaafd. Interessant is dat het afnemende vermogen van de hersenen om suiker af te breken bij de ziekte van Alzheimer ertoe heeft geleid dat sommige onderzoekers de ziekte van Alzheimer "type 3 diabetes" hebben genoemd.
Fase II-onderzoek
In een fase II-studie door Johns Hopkins namen 42 patiënten van 45 tot 85 jaar deel aan DBS om hun ziekte van Alzheimer aan te pakken. Ze ondergingen elk een DBS-operatie voor implantatie tussen 2012 en 2014. De helft van hen had hun stimulatoren na 2 weken ingeschakeld en de helft van hen had het na 12 maanden ingeschakeld. Dit was een dubbelblinde studie, aangezien noch de artsen, noch de patiënten wisten wanneer de stimulatoren werden geactiveerd.
De cognitie werd in deze studie beoordeeld door middel van meerdere tests, waaronder de ADAS-Cog 13. Het cerebrale glucosemetabolisme werd ook gemeten in verschillende delen van de hersenen.
De resultaten van deze studie waren interessant, en niet noodzakelijk wat werd verwacht. Zes maanden na implantatie van de stimulator was het glucosemetabolisme in de hersenen significant gestegen, maar die winst hield na 12 maanden niet aan. Bovendien werd een leeftijdsgebonden verschil in respons opgemerkt. De deelnemers die ouder waren dan 65 vertoonden verbeteringen in het cognitief functioneren en in het glucosemetabolisme in de hersenen. Degenen die jonger waren dan 65 jaar vertoonden op geen van beide gebieden significante verbeteringen. De onderzoekers theoretiseerden dat dit effect mogelijk verband hield met de soms grotere verslechtering van de hersenstructuur bij jongere mensen met de ziekte van Alzheimer (Alzheimer met vroege aanvang), in vergelijking met degenen met Alzheimer met een late aanvang.
Samenvatting van DBS-effecten op de hersenen
De effecten van DBS op de ziekte van Alzheimer zijn bestudeerd door middel van deze fase I en fase II klinische onderzoeken, maar informatie over hoe het de hersenen beïnvloedt, is ook verzameld uit het gebruik ervan in andere omgevingen, waaronder andere onderzoeksstudies en bij de behandeling van de ziekte van Parkinson. De volgende effecten zijn gevonden:
Verbeterde algehele cognitie:Onderzoek naar DBS bij mensen met de ziekte van Alzheimer resulteerde in een verbeterde cognitie voor sommige deelnemers, zoals gemeten met meerdere neuropsychologische tests. Deze tests meten verschillende aspecten van het functioneren van de hersenen, waaronder geheugen, oriëntatie, woordherkenning en meer.
Verhoogd hippocampusvolume:Terwijl de hippocampus (een deel van de hersenen geassocieerd met geheugen) atrofieert met de aanwezigheid van veroudering en nog significanter bij de ziekte van Alzheimer, blijkt dat DBS het volume van de hippocampus verhoogt bij personen met de ziekte van Alzheimer. Het hippocampusvolume is in verband gebracht met het functioneren van het geheugen.
Verhoogd cerebrale glucosemetabolisme:Zoals hierboven benadrukt, vertoonden sommige proefpersonen die DBS kregen een verbeterd glucosemetabolisme in meerdere gebieden van de hersenen.
Verhoogd volume fornix- en mammillaire lichamen:De fornix en mammillaire lichamen in de hersenen (die beide verband houden met het functioneren van het geheugen) hebben een toegenomen volume aangetoond na DBS bij mensen met de ziekte van Alzheimer.
Hogere acetylcholine-waarden:In onderzoek is ook aangetoond dat DBS de afgifte van acetylcholine veroorzaakt. Acetylcholine helpt bij het overbrengen van berichten van de ene zenuwcel naar de andere in onze hersenen.
Verhoogd ruimtelijk geheugen:Na diepe hersenstimulatie aan de fornix van ratten, toonden ze een verbeterd ruimtelijk geheugen aan in hun vermogen om door een doolhof te navigeren. Hoewel dierstudies niet altijd op mensen worden overgedragen, geven ze ons vaak inzichten over de veiligheid en effectiviteit van experimentele procedures.
Verminderde verbale spreekvaardigheid:Diepe hersenstimulatie wordt al jaren toegepast bij mensen met Parkinson met significant positieve resultaten. Uit enig onderzoek is echter gebleken dat de verbale vloeiendheid bij sommige van deze personen is afgenomen. Terwijl velen met Parkinson denken dat dit risico het voordeel waard is dat diepe hersenstimulatie voor hen biedt. het wordt misschien niet zo snel als een zinvol risico beschouwd bij mensen met de ziekte van Alzheimer.
Ethische overwegingen
Hoewel er meerdere onderzoeken bij mensen zijn uitgevoerd, pleiten sommige onderzoekers voor aanvullende en uitgebreide onderzoeken met DBS bij dieren voordat ze verder onderzoek bij mensen voortzetten. Ze wijzen erop dat hoewel er DBS-onderzoeksdeelnemers zijn geweest die enige cognitieve verbetering hebben ervaren, er ook een paar anderen zijn geweest die in sommige cognitieve gebieden achteruitgingen na diepe hersenstimulatie.
Deze onderzoekers benadrukken ook het feit dat er een gebrek aan begrip is over hoe diepe hersenstimulatie werkt; daarom bevelen ze aan om meer informatie te verkrijgen voordat klinische onderzoeken met mensen worden uitgebreid.
Een woord van Verywell
Diepe hersenstimulatie is een gevestigde waarde als een geschikte behandeling voor de ziekte van Parkinson; er is echter meer onderzoek nodig om de voordelen ervan bij de ziekte van Alzheimer te onderscheiden. Het potentieel van DBS voor cognitieve verbetering is opwindend, vooral omdat we blijven worstelen om een effectieve behandeling voor de ziekte van Alzheimer te vinden.
- Delen
- Omdraaien
- Tekst