Ученые предлагают использовать метод “умной” глубокой стимуляции мозга (DBS) для лечения различных неврологических болезней, включая депрессию. Изначально этот метод был разработан в 1980-е для облегчения симптомов у пациентов с болезнью Паркинсона. Но теперь исследования показывают, что он более многофункционален.
Технология DBS предполагает, что определенные области мозга человека стимулируются электрическими импульсами через вживленные электроды. Новое исследование продемонстрировало, что этот подход можно адаптировать под индивидуальную мозговую активность конкретного пациента.
Как это работает?
Сначала ученые считали электрофизиологическую активность мозга человека, а затем при помощи умного алгоритма машинного обучения расшифровали модели активности, которые влияли на те или иные проявления, в том числе - на симптомы депрессии.
Затем другая команда исследователей провела на основе этих данных первое в своем роде клиническое исследование, в ходе которого внешняя электростимуляция как-бы “форсировала” естественную электрофизиологическую активность мозга пациента, направив ее в нужное русло.
Испытания на людях
Испытуемым стал доброволец под псевдонимом Джон, который долгое время страдал от тяжелой депрессии, а методы терапии и медикаментозного воздействия ему не помогали. Кроме того, пациент уже имел электрические вводы, имплантированные в его мозг, позволяющие обеспечить стимуляцию и контролировать электрическую активность.
Ученые начали с того, что проверили, как мозг Джона реагирует на различные настроения. Для этого он просматривал различные веселые и грустные видеоролики. Определив при помощи смарт-алгоритма паттерны электрохимической активности, которые соответствовали наилучшему эмоциональному состоянию, ученые попытались стимулировать эти паттерны извне.
«Мы применили сотни различных моделей стимуляции DBS, чтобы увидеть, как каждый из них влияет на активность мозга Джона. Затем мы изучили данные и выбрали комбинацию стимуляций, которая больше всего походила на счастливые или не депрессивные состояния», - поясняет автор исследования доктор Келли Р. Биянки из Медицинского колледжа Бейлора.
По словам ученых, речь не идет о непосредственном управлении эмоциональным состоянием, поскольку эффект от такой стимуляции может быть долговременным и проявляться только спустя несколько недель или даже месяцев.
После начального 10-дневного периода тестирования ученые потратили месяцы на тонкую настройку и программирование системы, чтобы обеспечить правильный вид стимуляции для конкретного пациента. После четырех месяцев лечения Джон избавился от депрессии.
«Цель нашего исследования - найти способ персонализировать лечение. У двух людей нет одинакового опыта депрессии. Она может создавать различные модели поведения, мысли и чувства от человека к человеку. Мы рассудили, что эти различия в опыте отражают различия в моделях мозговой активности. Мы смогли показать, что, используя DBS и внутричерепные (электроэнцефалография) показания ЭЭГ, мы можем достичь индивидуального понимания конкретных мозговых сетей, способствующих конкретным депрессивным симптомам пациента, и определить паттерны стимуляции, которые лучше всего подходили для этого пациента», - говорит руководитель исследования доктор Самеер Шет.
Теперь ученые планируют расширить исследование, включив в него 12 участников. Каждый из них пройдет через одинаковый анализ активности мозга в различных состояниях настроения, и впоследствии для каждого будут разработаны индивидуальные методы стимуляции.
Исследование опубликовано в журнале Biological Psychiatry.
