Prosedur Otak Ini Sering Digunakan untuk Mengobati Penyakit Parkinson
Kedengarannya seperti sesuatu dari pembuat Star Trek, tetapi para peneliti melihat kemungkinan muncul dengan penggunaan stimulasi otak dalam bagi orang-orang yang memiliki penyakit Alzheimer ringan. Dan, di dunia di mana obat tersedia tetapi manfaatnya terbatas, penting untuk terus mengembangkan terapi alternatif untuk mengobati dan mencegah Alzheimer.
Apa itu Stimulasi Otak Mendalam?
Stimulasi Otak Dalam (DBS) adalah prosedur di mana elektroda ditempatkan di dalam otak dan diprogram untuk mengeluarkan pulsa listrik kecil untuk merangsang aktivitas otak.
DBS telah digunakan selama beberapa tahun untuk orang dengan penyakit Parkinson dengan keberhasilan yang cukup besar dalam mengurangi tremor dan kontraksi otot, serta memperbaiki postur. Ini juga sedang diteliti untuk mengobati kondisi medis lainnya, seperti depresi dan gangguan obsesif-kompulsif .
Bagaimana Elektroda Ditempatkan di Otak?
Jawaban singkatnya: operasi otak. Agar DBS menjadi mungkin, kabel harus dimasukkan ke otak. Dengan menggunakan anestesi lokal , seorang ahli bedah saraf mengebor lubang di tengkorak pasien dan dengan hati-hati memasukkan kabel ke berbagai area otak. (Anestesi lokal, ketika seorang pasien terjaga tetapi area tubuh mati rasa, dapat digunakan karena otak itu sendiri tidak dapat merasakan rasa sakit.)
Mesin seperti alat pacu jantung kemudian ditanamkan di bawah anestesi umum ke dada orang yang akhirnya dapat memberikan 130 impuls listrik miniatur per detik ke kabel dan, akibatnya, otak. Ketika awalnya ditanamkan, stimulator dimatikan; beberapa hari atau minggu setelah operasi, stimulator dihidupkan dan mulai mengirimkan impuls listrik ke otak.
Ketika digunakan untuk mengobati penyakit Alzheimer, kawat-kawat itu biasanya terhubung ke forniks di otak. Menurut Johns Hopkins Medicine, "fornikus adalah jalur otak yang berperan dalam membawa informasi ke hippocampus , bagian otak di mana pembelajaran dimulai dan ingatan dibuat, dan di mana gejala awal Alzheimer muncul."
Bagaimana Stimulasi Otak Dalam Bekerja?
Ada beberapa teori mengapa itu berhasil, tetapi belum ada jawaban yang pasti. Di Parkinson, diduga mengganggu dan mengganggu penembakan otak yang salah.
Bahkan, pemahaman peneliti tentang DBS sangat terbatas sehingga kemungkinan memanfaatkannya untuk Alzheimer ditemukan secara tidak sengaja ketika DBS sedang diuji pada seorang pria yang gemuk tdk sehat sebagai cara untuk mencoba mengendalikan nafsu makannya. Ketika mereka menguji dia dengan penempatan kawat dan impuls listrik, dia melaporkan memori yang jelas. Ketika mereka mematikan impuls, memori pergi, dan ketika mereka menyalakan kembali stimulator, memori kembali. Ini mengarah pada kesadaran bahwa mungkin ada cara untuk menstimulasi otak dan ingatan yang dipegangnya.
Apakah Ini Aman?
DBS tampaknya cukup aman. Meskipun pemikiran operasi otak terdengar sangat berisiko, para ahli mengatakan prosedur ini sebenarnya tidak semudah kedengarannya.
Selalu ada risiko dengan operasi otak; Namun, lebih dari 100.000 orang di seluruh dunia dengan penyakit Parkinson telah mengalami DBS dengan masalah minimal. Risiko termasuk infeksi, kerusakan peralatan, stroke, kegagalan baterai, dan pergerakan kawat.
Penelitian tentang Stimulasi Otak Mendalam dan Penyakit Alzheimer
Penelitian Tahap I
Pada tahun 2010, jurnal Annals of Neurology menerbitkan penelitian yang menguraikan uji klinis fase I yang dilakukan di Kanada dengan enam orang yang didiagnosis dengan penyakit Alzheimer awal. Mereka masing-masing memiliki stimulator otak dalam yang ditanam secara bedah di otak mereka dan mengalami 12 bulan stimulasi listrik terus menerus.
Pengujian fungsi kognitif mereka pada 6 dan 12 bulan menunjukkan peningkatan, atau penurunan yang kurang dari perkiraan pada tiga dari enam peserta.
Selain itu, PET scan digunakan untuk mengevaluasi metabolisme glukosa serebral, yang merupakan kemampuan otak untuk memecah gula untuk bahan bakar otak dan juga bisa menjadi indikator tingkat aktivitas neuron di otak. Orang dengan Alzheimer biasanya menunjukkan penurunan metabolisme glukosa dari waktu ke waktu, tetapi enam peserta penelitian ini menunjukkan peningkatan yang dipertahankan selama penelitian. Menariknya, penurunan kemampuan otak untuk memecah gula dalam penyakit Alzheimer telah menyebabkan beberapa peneliti menyebut Alzheimer sebagai " diabetes tipe 3 ".
Penelitian Tahap II
Dalam studi fase II melalui Johns Hopkins, 42 pasien usia 45 hingga 85 berpartisipasi di DBS untuk menargetkan penyakit Alzheimer mereka. Mereka masing-masing menjalani operasi DBS untuk implantasi antara 2012 dan 2014. Setengah dari mereka memiliki stimulator yang dinyalakan setelah 2 minggu, dan setengah dari mereka telah dihidupkan setelah 12 bulan. Ini adalah studi buta ganda, karena baik dokter maupun pasien tidak tahu kapan stimulator diaktifkan.
Kognisi dinilai dalam penelitian ini melalui beberapa tes termasuk ADAS-Cog 13. Metabolisme glukosa serebral juga diukur di berbagai area otak.
Hasil penelitian ini menarik, dan belum tentu apa yang diharapkan. Pada 6 bulan setelah implantasi stimulator, metabolisme glukosa serebral telah meningkat secara signifikan, tetapi keuntungan tersebut tidak berkelanjutan pada 12 bulan. Selain itu, perbedaan terkait usia dalam tanggapan dicatat. Para peserta yang berusia di atas 65 tahun menunjukkan peningkatan dalam fungsi kognitif dan metabolisme glukosa serebral. Mereka yang berusia di bawah 65 tahun tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan di kedua wilayah tersebut. Para peneliti berteori bahwa efek ini mungkin terkait dengan kerusakan struktur otak yang kadang-kadang lebih besar pada orang yang lebih muda dengan Alzheimer ( onset awal Alzheimer ), dibandingkan dengan mereka yang menderita Alzheimer.
Ringkasan Efek DBS di Otak
Efek DBS pada Alzheimer telah dipelajari melalui uji klinis fase I dan fase II ini, tetapi informasi tentang bagaimana itu mempengaruhi otak juga telah dikumpulkan dari penggunaannya di pengaturan lain, termasuk penelitian penelitian lain dan dalam mengobati penyakit Parkinson. Efek-efek berikut telah ditemukan:
Peningkatan kognisi secara keseluruhan: Penelitian pada DBS pada orang dengan Alzheimer menghasilkan peningkatan kognisi untuk beberapa peserta, yang diukur dengan beberapa tes neuropsikologis . Tes-tes ini mengukur beberapa aspek fungsi otak, termasuk memori, orientasi , pengenalan kata, dan banyak lagi.
Peningkatan volume hippocampus: Sementara hippocampus (bagian dari otak yang terkait dengan memori) atrofi dengan adanya penuaan dan lebih signifikan pada penyakit Alzheimer, DBS telah ditemukan untuk meningkatkan volume hippocampus pada orang dengan Alzheimer. Volume Hippocampal telah berkorelasi dengan fungsi memori.
Peningkatan metabolisme glukosa serebral: Seperti disorot di atas, beberapa subjek yang menerima DBS menunjukkan peningkatan metabolisme glukosa di beberapa area otak.
Peningkatan volume fornix dan mammillary bodies: Fornix dan mammillary bodies di otak (yang keduanya terkait dengan fungsi memori) telah menunjukkan peningkatan volume setelah DBS pada mereka dengan Alzheimer.
Tingkat asetilkolin yang lebih tinggi: DBS juga telah ditunjukkan dalam penelitian untuk memicu pelepasan asetilkolin. Asetilkolin membantu mentransfer pesan dari satu sel saraf ke sel di otak kita berikutnya.
Peningkatan memori spasial: Setelah stimulasi otak yang mendalam pada forniks tikus, mereka menunjukkan peningkatan memori spasial dalam kemampuan mereka untuk menavigasi labirin. Meskipun penelitian pada hewan tidak selalu berpindah ke manusia, mereka sering memberi kita wawasan tentang keamanan dan keefektifan prosedur eksperimental.
Penurunan kefasihan lisan: Stimulasi otak dalam telah digunakan selama bertahun-tahun pada orang dengan Parkinson dengan hasil positif yang signifikan. Namun, beberapa penelitian telah menemukan bahwa kefasihan verbal telah menurun pada beberapa individu ini. Sementara banyak orang dengan Parkinson merasa bahwa risiko ini sepadan dengan manfaat yang diberikan oleh stimulasi otak dalam bagi mereka. itu mungkin tidak begitu mudah dianggap sebagai risiko yang berharga pada mereka dengan penyakit Alzheimer.
Pertimbangan Etis
Meskipun ada beberapa penelitian yang dilakukan pada manusia, beberapa peneliti menyerukan penelitian tambahan dan diperluas menggunakan DBS pada hewan sebelum melanjutkan penelitian lebih lanjut dengan orang. Mereka menunjukkan bahwa sementara ada peserta penelitian DBS yang telah mengalami beberapa peningkatan kognitif, ada juga beberapa orang lain yang menurun di beberapa area kognitif setelah stimulasi otak dalam.
Para peneliti ini juga menyoroti fakta bahwa ada kurangnya pemahaman tentang seberapa dalam kerja stimulasi otak; dengan demikian, mereka merekomendasikan bahwa lebih banyak informasi diperoleh sebelum memperluas uji klinis dengan orang.
Satu Kata Dari
Stimulasi otak dalam telah ditetapkan dengan baik sebagai pengobatan yang tepat untuk penyakit Parkinson; Namun, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membedakan manfaatnya pada penyakit Alzheimer. Potensi DBS untuk perbaikan kognitif sangat menarik, terutama karena kami terus berjuang untuk menemukan pengobatan yang efektif untuk Alzheimer.
> Sumber:
> Fagundes, VDC, Rieder, CRM, Nunes da Cruz, A, dkk, Frekuensi Stimulasi Otak Mendalam dari Nukleus Subthalamic Mempengaruhi Fonemik dan Aksi Kelancaran dalam Penyakit Parkinson. Penyakit Parkinson . 2016.
> Hescham S, Temel Y, Schipper S. et al, Fornix stimulasi otak dalam menginduksi memori spasial jangka panjang independen dari neurogenesis hippocampal. Struktur dan Fungsi Otak. 2017 Mar, 222 (2): 1069-1075.
> Pengobatan Johns Hopkins. Johns Hopkins Surgeons Implant First Brain 'Pacemaker' untuk Penyakit Alzheimer di Amerika Serikat sebagai Bagian dari Percobaan Klinis yang Dirancang untuk Menghambat Kehilangan Memori. Desember 2012.
> Laxton AW, Tang-Wai DF, McAndrews MP, dkk. Annals of Neurology. 2010 Okt, 68 (4): 521-34. Uji coba fase I dari stimulasi otak dalam dari sirkuit memori pada penyakit Alzheimer. Annals of Neurology. 2010 Okt, 68 (4): 521-34.
> Lozano AM, Fosdick L, Chakravarty MM, dkk, Studi Fase II Fornix Stimulasi Otak Mendalam pada Penyakit Alzheimer Ringan. Jurnal Penyakit Alzheimer. 2016 6 Sep, 54 (2): 777-87.
> Ovadia D, Bottini G .. Implikasi neuroethical dari stimulasi otak dalam pada gangguan degeneratif. Opini saat ini di Neurologi. 2015 Des; 28 (6): 598-603
> Viana JNM, Vickers JC, Masak MJ, Gilbert F, Arus memori: kemajuan terkini, tantangan translasi, dan pertimbangan etis dalam forniks stimulasi otak dalam untuk penyakit Alzheimer. Neurobiologi Penuaan. 2017 Agustus; 56: 202-210.