Специалисты медицинского центра Mount Sinai выявили три ключевых соединения в мозге, которые связаны со стойким улучшением состояния пациентов, получающих глубокую стимуляцию мозга (DBS) при тяжёлой депрессии, не поддающейся стандартному лечению. Об этом сообщает портал ScienceDaily. Результаты работы могут помочь сделать эту экспериментальную методику более точной и результативной.
Исследование опубликовано 1 октября в American Journal of Psychiatry. В его рамках учёные изучили самую крупную на сегодняшний день группу пациентов, собранную из нескольких независимых когорт, которым проводили стимуляцию глубоких отделов мозга в области подколенной поясной извилины (SCC DBS) при резистентной к лечению депрессии. Выяснилось, что долговременные улучшения стабильно связаны с тем, что электрическая стимуляция достигает трёх конкретных путей белого вещества: поясного пучка, малых щипцов и медиального крючковидного пучка вместе с вентральными амигдалофугальными путями.
Эти данные укрепляют позицию в пользу применения детальных карт связей мозга для определения точного места установки электродов, а не выбора их положения преимущественно по анатомическим ориентирам. Такой подход, известный как коннектомное нацеливание, уже помог сформировать идущее клиническое исследование Abbott TRANSCEND — рандомизированное контролируемое испытание, в котором для наведения стимуляции SCC DBS используются индивидуальные карты связей мозга.
«Это исследование подчёркивает важность индивидуального хирургического нацеливания для достижения оптимальных результатов глубокой стимуляции мозга при депрессии, — заявила Хелен Мэйберг, доктор медицины, профессор нейротерапевтики Mount Sinai и основатель центра Nash Family Center for Advanced Circuit Therapeutics в Школе медицины Икана при Mount Sinai. — В любом рандомизированном контролируемом испытании нейромодуляционного лечения точная установка электрода и подтверждение того, что нужная область мозга задействована, являются необходимыми первыми шагами. Нам ещё многое предстоит узнать о том, какие пациенты с наибольшей вероятностью получат пользу от стимуляции этой конкретной области, но разработка основанных на визуализации признаков, позволяющих подбирать пациентам оптимальное лечение, остаётся центральной целью наших исследований».
Для людей с резистентной к лечению депрессией стандартные методы терапии не приносят достаточного облегчения. Учёные изучают глубокую стимуляцию мозга как возможный способ помочь пациентам с тяжёлыми и стойкими симптомами. Процедура предполагает хирургическую установку электродов в мозг для подачи контролируемых электрических сигналов в цепи, связанные с депрессией, однако правильное размещение электродов остаётся одной из главных проблем. Электрическая стимуляция влияет не только на ближайшие к электроду ткани, но и на более крупные сети через пути белого вещества, соединяющие разные области мозга, поэтому у двух пациентов с почти одинаковым расположением электродов результаты могут сильно различаться в зависимости от того, какие связи на самом деле задействованы.
Более ранние работы Mount Sinai и Университета Эмори помогли установить важность этих сетей. В публикациях 2014–2023 годов в журналах Biological Psychiatry, Molecular Psychiatry и Nature исследователи выявили пути белого вещества, связанные с успешной стимуляцией SCC DBS, и разработали метод планирования установки электродов с помощью карт связей мозга. Новая работа была направлена на то, чтобы понять, важны ли эти связи для пациентов, лечившихся в других исследовательских центрах, и могут ли различия в задействованных путях объяснить случаи, когда улучшения не наступали. Учёные изучили данные нескольких клинических исследований, включая испытание BROADEN и группу пациентов Университета Торонто, где метод SCC DBS был изначально разработан, и сопоставили компьютерные модели электрических полей от имплантированных электродов с картами связей мозга.
Результаты показали устойчивую связь между стойким улучшением и стимуляцией поясного пучка, малых щипцов и медиального крючковидного пучка вместе с вентральными амигдалофугальными путями. Особенно примечательным оказалось то, что во всех центрах у пациентов без ответа на лечение через два года отсутствовало задействование левого поясного пучка. Вопрос о том, поможет ли перемещение электродов для достижения этого пути, не изучался, однако такая закономерность даёт возможное объяснение тому, почему внешне схожее размещение электродов приводит к разным результатам. «Это исследование отвечает на важный вопрос в DBS: не просто какую область мозга стимулировать, но какие связи внутри этой области нужно задействовать, — отметил Брайан Копелл, доктор медицины, директор центра Center for Neuromodulation в Mount Sinai. — При таком сетевом расстройстве, как депрессия, миллиметры определяют, достигает ли стимуляция путей, которые мы намерены модулировать. Выявление и воспроизводимое задействование этих путей даёт нам более точную хирургическую цель и основу для понимания того, почему в остальном схожее размещение электродов может давать разные клинические результаты».
Хотя достижение этих трёх путей, по-видимому, важно, исследователи подчёркивают, что одно лишь расположение электродов вряд ли определяет, наступит ли улучшение. Работа была сосредоточена на выявлении связей мозга, которые следует стимулировать, и для определения того, какие люди с наибольшей вероятностью получат пользу от SCC DBS и как корректировать стимуляцию по ходу лечения, нужны дополнительные исследования. Ограничением стали и данные визуализации мозга: индивидуальные диффузионные МРТ-сканы, дающие сведения о связях белого вещества человека, были доступны не для всех участников, поэтому значительная часть анализа опиралась на обобщённые карты связей, а не на карты, построенные отдельно для каждого пациента. Для группы пациентов Эмори удалось сравнить результаты обобщённых карт с данными индивидуальной диффузионной визуализации, и оба подхода дали согласованные выводы, что дополнительно подтверждает важность выявленных путей.
Будущие работы покажут, помогут ли дополнительные измерения визуализации мозга, включая целостность белого вещества и функциональные связи, выявлять подходящих пациентов, улучшать установку электродов и определять настройки лечения. «Наши результаты показывают, что точное задействование этих путей белого вещества является важным первым шагом к устойчивому ответу, — сказал Ки Сынг Чой, доктор философии, доцент и руководитель направления визуализации в Center for Advanced Circuit Therapeutics в Mount Sinai, ответственный автор исследования. — Следующий шаг — охарактеризовать аномальные функциональные и структурные состояния мозга вдоль этих путей, чтобы построить более детальные модели для настройки индивидуальных параметров стимуляции, включая амплитуду, частоту и длительность импульса, в рамках персонализированной медицины». Исследование поддержано инициативой BRAIN Национальных институтов здравоохранения США через грант UH3NS103550, фондом Hope for Depression Research Foundation и фондом DANA Foundation; подразделение нейромодуляции Abbott предоставило данные испытания BROADEN, но не участвовало в разработке или анализе текущей работы.