Stimulasi otak dalam yang menargetkan thalamus meningkatkan kognisi pada pasien cedera otak

Dalam sebuah penelitian terbaru yang dipublikasikan di majalah tersebut Obat alamiPara peneliti mengevaluasi kemanjuran dan keamanan stimulasi otak dalam (DBS) dalam inti lateral talamus sentral (CL) dan saluran tegmental medial dorsal terkait (CL/DTTm) untuk individu dengan cedera otak traumatis sedang hingga berat (msTBI).

Studi menunjukkan bahwa defisit dalam fungsi eksekutif dan kecepatan pemrosesan informasi di antara pasien msTBI mengganggu kualitas hidup dan pemulihan sosial, dengan inti thalamus CL menjadi titik kritisnya. Saat ini tidak ada pengobatan yang efektif untuk kelainan ini, dengan “teori sirkuit rata-rata” mengutip hipoaktivitas CL sebagai penyebabnya.

Lokasi: Stimulasi otak dalam thalamik pada cedera otak traumatis: studi kelayakan acak fase I. Kredit gambar: Cypro/Shutterstock

Tentang penelitian

Dalam studi kelayakan fase 1 yang dilakukan secara acak saat ini, para peneliti mengevaluasi kemanjuran dan keamanan CL DBI di antara manusia dengan disabilitas kronis yang terkait dengan cedera otak traumatis, yang memengaruhi fungsi sehari-hari dan kemampuan kerja.

Tujuan dari penelitian ini adalah menggunakan elektroda DBS thalamik untuk menciptakan pengobatan gangguan kognitif persisten pada pasien msTBI. Pembagian lateral nukleus lateral sentral talamus dan kumpulan serat DTTm yang menyertainya dipilih sebagai target stimulasi. Mereka melakukan pemodelan biofisik untuk mengarahkan elektroda stimulasi otak virtual dalam paket CL/DTTm untuk setiap individu bergantung pada amplitudo dan lokasi stimulasi. Para peneliti menyelidiki keamanan dan efektivitas DBS thalamik dalam mengobati gangguan kognitif.

Uji coba ini melibatkan individu dengan msTBI [Glasgow Coma Scale (GCS) scores of 3 to 12]dan disabilitas fungsional dan gangguan kognitif (skor GOS-E 5 hingga 7). Tim menerima 419 permohonan untuk uji coba dan mengevaluasi kelayakan 15 orang. Enam orang didaftarkan dan dialokasikan secara acak dari Agustus 2018 hingga Mei 2021. Tim tersebut mengecualikan sembilan orang yang tidak memenuhi syarat, sehingga menyisakan enam orang, empat laki-laki dan dua perempuan dengan riwayat cedera otak traumatis, untuk dianalisis.

Para peneliti secara acak menugaskan peserta ke salah satu dari tiga kondisi dasar yang berlangsung selama 30 hari, 44 hari, atau 58 hari setelah operasi. Peserta dilakukan secara double-blind setelah fase titrasi, periode pengobatan terbuka 90 hari, dan masa kelanjutan atau penghentian pengobatan selama 21 hari untuk meminimalkan pengaruh bias peserta dan pemeriksa pada penilaian hasil akhir. Hasil kemanjuran utama adalah peningkatan kendali eksekutif yang diukur dengan kecepatan pemrosesan dan pengurangan setidaknya 10% dalam waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan Tes Pembuatan Jejak-Bagian B (TMT-B) dari awal (sebelum operasi) hingga kesimpulan dari masa pengobatan 2 tahun, tiga bulan.

Para peneliti melakukan wawancara semi-terstruktur dan melakukan analisis post-hoc untuk menguji konsistensi implantasi elektroda dalam struktur CL/DTTm manusia. Mereka membangun jalur pemrosesan data khusus, dan mengidentifikasi neuron CL dan bundel serat DTTm sebagai struktur utama untuk aktivasi DBS guna menerjemahkan hasil praklinis. Atlas sintetis dibuat untuk mengoordinasikan penempatan elektroda antara lima individu menggunakan pencitraan resonansi magnetik (MRI) jarak bebas materi putih, segmentasi thalamus otomatis, DTI, dan pemodelan biofisik medan listrik terapan. Para peneliti mengevaluasi respons yang ditimbulkan oleh EEG untuk menilai konsistensi efek fisiologis antar individu dan membandingkan temuan mereka dengan dua subkelompok pasien MSTBI.

hasil

Keenam orang tersebut memiliki petunjuk DBS bilateral tanpa insiden. Prosedur pencitraan baru dan segmentasi talamus serta model estimasi biofisik memungkinkan lokalisasi yang tepat pada inti lateral pusat dan serat DTTm peserta. Lima pasien menyelesaikan semua penilaian hasil dan mencapai tujuan utama (ambang batas peningkatan 10% dari awal hingga akhir fase pengobatan di TMT-B; peningkatan median, 32%).

Dua subjek mencapai kriteria peningkatan, dua tetap stabil, dan satu memenuhi kriteria penurunan untuk tujuan akhir sekunder, perubahan kelelahan TBIQoL. Empat peserta penelitian (rata-rata 33%) menunjukkan peningkatan lebih dari 10%. Kelima subjek menunjukkan skor TMT-A yang lebih baik untuk kecepatan pencarian visual, yang mungkin terkait dengan fungsi dada bagian depan dan kecepatan pemrosesan data. Tes Ruff 2&7, yang mengukur perhatian selektif dalam situasi tertentu, menunjukkan peningkatan yang signifikan di antara empat orang yang menyelesaikan tes tersebut.

Dua orang maju ke tingkat menengah atas dari kategori disabilitas bawah GOS-E. Kondisi fungsional dari tiga individu yang tersisa tetap konstan. Tim menilai skor TMT-B selama dua periode (setelah operasi dan saat memulai pengobatan), didahului dengan paparan stimulasi otak dalam. Tiga dari lima orang secara sukarela berpartisipasi dalam fase penarikan acak yang dibutakan. Hanya satu subjek yang ditetapkan secara acak pada kondisi OFF yang menunjukkan penurunan skor TMT-B sebesar 34%, yang menunjukkan adanya efek penghentian obat.

Meskipun ada perbedaan dalam atrofi, penelitian ini mendeteksi metode penargetan serupa untuk mendeteksi aliran serat dari sayap lateral CL ke DTTm pada seluruh subjek. Perjalanan waktu dan lokalisasi spasial belahan P4 di otak depan sebanding, menunjukkan bahwa P4 menerima stimulasi terapeutik di kedua belahan otak.

Secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa stimulasi otak dalam (DBS) menggunakan CL/DTTm dapat meningkatkan kontrol eksekutif pada pasien msTBI selama masa pemulihan kronis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa stimulasi otak dalam (DBS) meningkatkan fungsi eksekutif menggunakan penilaian primer dan fungsi serta tindakan sekunder untuk mengatasi kelelahan, kesehatan psikologis, dan fungsi global. Teknik penargetan yang digunakan dalam penelitian ini melibatkan pengelompokan elektroda aktif yang padat di dalam atlas thalamus buatan. Namun, beberapa subjek mengalami efek sensorik sementara dan efek samping lainnya.