Parkinson: 'Adaptief' hersenimplantaat kan de therapie verbeteren
De ziekte van Parkinson, een neurodegeneratieve aandoening, wordt gekenmerkt door symptomen zoals spierstijfheid en tremor in de ledematen, evenals een verstoord evenwicht, die allemaal na verloop van tijd verslechteren. Heeft innovatief onderzoek een betrouwbaarder hulpmiddel gevonden dat helpt om deze symptomen te verbeteren?
De National Institutes of Health (NIH) melden dat elk jaar ongeveer 50.000 mensen in de Verenigde Staten de diagnose van de ziekte van Parkinson krijgen.
Beschikbare behandelingen voor deze aandoening zijn gericht op de symptomen ervan, met als doel de kwaliteit van leven van de patiënt te verbeteren.
Deze behandelingen omvatten verschillende soorten medicijnen die zich kunnen richten op motorische effecten op niet-motorische effecten van de ziekte, maar ook op diepe hersenstimulatie, die kan worden aangeboden als een alternatieve therapie voor mensen die niet goed op medicijnen reageren.
Bij diepe hersenstimulatie worden elektroden chirurgisch in de hersenen geïmplanteerd. Deze zijn verbonden met een apparaat dat op de borst is bevestigd. Via deze implantaten worden elektrische prikkels overgebracht naar de hersenregio's die de beweging reguleren.
Diepe hersenstimulatie heeft echter - althans tot nu toe - bepaalde risico's en nadelen. Het apparaat werkt continu en moet zo worden geprogrammeerd dat de prikkels die het uitzendt, het beste zijn afgestemd op de behoeften van de drager.
Vaak moeten apparaten opnieuw worden geprogrammeerd door een specialist. Omdat ze op batterijen werken, is de levensduur van deze implantaten ook beperkt en moeten ze uiteindelijk worden vervangen.
Een team van de University of California, San Francisco - wiens werk werd ondersteund door het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) - erkent deze nadelen en gaat op zoek naar meer personaliseerbare implantaten voor diepe hersenstimulatie.
De resultaten van hun inspanningen - die deel uitmaakten van het Advancing Innovative Technologies (BRAIN) Initiative - zijn gerapporteerd in de Journal of Neural Engineering.
Een nieuw type implantaat voor hersenstimulatie
De onderzoekers hebben een type implantaat getest dat reageert op en zich aanpast aan signalen van de hersenen die verband houden met de symptomen van de ziekte van Parkinson. Het registreert niet alleen deze inputs, maar past zich daarbij ook aan om indien nodig de juiste stimulatie te geven.
"Dit is de eerste keer", legt studie-auteur Dr. Philip Starr uit, dat "een volledig geïmplanteerd apparaat is gebruikt voor closed-loop [niet-constante], adaptieve diepe hersenstimulatie bij patiënten met de ziekte van Parkinson."
Het project was een haalbaarheidsonderzoek op korte termijn, waarbij twee mensen met Parkinson ermee instemden dit nauwkeurig afgestelde, aanpasbare implantaat voor diepe hersenstimulatie te ontvangen.
In deze proef werd het implantaat geprogrammeerd om de hersenen te controleren op signalen die verband houden met dyskinesie - of onvrijwillige bewegingen - die soms optreden als bijwerking van diepe hersenstimulatie.
Dus toen het apparaat tekenen van dyskinesie oppikte, verminderde het de stimulatie van de hersenen. Aan de andere kant, als er geen dyskinesie werd gedetecteerd, werd de stimulatie verhoogd. Deze strategie werd berekend om de bijwerkingen van dit type therapie te verminderen.
De resultaten van de proef gaven aan dat dit type implantaat niet minder effectief was in het verminderen van de symptomen van Parkinson dan traditionele diepe hersenstimulatie.
Omdat dit apparaat adaptief is en niet constant stimuli uitzendt, merkten de onderzoekers op dat het ongeveer 40 procent van de batterij-energie bespaart die normaal zou worden verbruikt tijdens traditionele, open-lus hersenstimulatie.
Omdat deze tests slechts in korte tijd werden uitgevoerd, was het voor de onderzoekers niet mogelijk om precies vast te stellen hoe het innovatieve implantaat presteerde, vergeleken met meer traditionele hersenstimulatie-apparaten, als het gaat om gevallen van dyskinesie.
Vanwege het aanpassingsvermogen van het nieuwe implantaat hopen de onderzoekers echter dat het gesloten-lusstimulatieapparaat het in dit opzicht veel beter zou doen en mogelijk tot minder nadelige effecten zou leiden.
‘Een belangrijke eerste stap’
Dr. Starr legt ook uit: "Andere adaptieve ontwerpen voor diepe hersenstimulatie registreren hersenactiviteit van een gebied grenzend aan waar de stimulatie plaatsvindt, in de basale ganglia, dat gevoelig is voor interferentie van stimulatiestroom."
"In plaats daarvan," vervolgt hij, "ontvangt ons apparaat feedback van de motorische cortex, ver van de stimulatiebron, wat een betrouwbaarder signaal oplevert."
De onderzoekers zijn enthousiast over de mogelijkheden die deze haalbaarheidsstudie biedt om de therapie van Parkinson te verbeteren, en ze plannen al grotere onderzoeken om de effectiviteit van het apparaat op de lange termijn te testen.
"De nieuwe benadering van deze kleinschalige haalbaarheidsstudie kan een belangrijke eerste stap zijn in de ontwikkeling van een meer verfijnde of gepersonaliseerde manier voor artsen om de problemen waarmee patiënten met de ziekte van Parkinson dagelijks worden geconfronteerd, te verminderen."
Nick B. Langhals, programmadirecteur bij NINDS
Je kunt de uitleg van Dr. Starr over de innovatieve apparaten voor hersenstimulatie in de onderstaande video bekijken.
