Milion Amerikanaca pati od drhtanja, ukočenosti i mutnog govora zbog Parkinsonove bolesti. Velika depresija pogađa oko 16 milijuna odraslih ljudi u SAD-u godišnje, a gotovo 30 milijuna Amerikanaca se bori s glavoboljom migrene, dok oko 1 od 1.000 podnosi agoniju još bolnijih glavobolja u klasteru. Lijekovi su obično liječenje prve linije za ova i druga neurološka stanja, s operacijom duboke stimulacije mozga - gdje kirurg pukne pacijentovu lubanju i postavi sitne elektrode u moždano tkivo kao neku vrstu "stimulatora mozga" - ponekad korištenih kao posljednji pribjeći.
Povezani sadržaj
- Povezivanje više uma moglo bi pomoći oštećenom mozgu da ozdravi
Što ako se, umjesto režima lijekova koji izbacuju nuspojave ili invazivnih operacija, ovi uvjeti mogu liječiti bezbolnim stimuliranjem mozga izvan lubanje?
"Što ako postoji način da se to učini neinvazivno?", Pitao se Ian Graham, student postdiplomskog studija biomedicinskog inženjerstva na Sveučilištu Johns Hopkins, nakon što je svjedočio višesatnoj operaciji stimulacije mozga zbog depresije.
Transkranijalna stimulacija ili stimuliranje mozga izvan lubanje postalo je jedno od najzgodnijih područja u biomedicinskom inženjerstvu. Metoda se obično izvodi na jedan od dva načina. Jedna tehnika, koja se naziva transkranijalna stimulacija istosmjerne struje, koristi elektrode postavljene na vlasištu za slanje električnih signala u mozak. Druga, nazvana transkranijalnom magnetskom stimulacijom, koristi magnetsku zavojnicu na vlasištu za proizvodnju električne aktivnosti u mozgu. Različita mjesta mozga stimuliraju se u različitim intenzitetima i frekvencijama na temelju stanja koje se liječi. Iako nitko nije siguran kako stimulacija mozga poboljšava Parkinsonova i druga stanja, podrazumijeva se da stimulacija može utjecati na to kako neuroni pucaju i da mogu regulirati neurotransmitere poput serotonina i dopamina.
Graham i drugi biomedicinski inženjeri Johnsa Hopkinsa izumili su pokrivač za glavu koji pomoću elektroda potiče mozak Parkinsonovih pacijenata. STIMband uređaj, koji će započeti klinička ispitivanja kasnije ove ili početkom sljedeće godine, trebao bi se koristiti kod kuće, što ga razdvaja od ostalih uređaja za transkranijalnu stimulaciju. Studenti se nadaju da će to pomoći u rješavanju nekih važnijih simptoma Parkinsonove bolesti, uključujući probleme tremora i ravnoteže. Ranije ovog mjeseca, STIMband je osvojio 5000 dolara nagrade za drugo mjesto na VentureWell-ovom BMEidea nacionalnom natječaju za dizajn za studente biomedicinske i bioinžinjeringa.
Studenti koji su stvorili STIMband: Ian Graham, Melody Tan, Erin Reisfeld, Shruthi Rajan i David Blumenstyk. (Sveučilište Johns Hopkins). Pomoću STIMband-a, učenici postavljaju elektrode na mjesta poznata iz računalnog modeliranja kako bi stimulirali dijelove mozga koji su pogođeni Parkinsonovom bolešću. Promatrali su pacijente koji su sudjelovali u studijama Johnsa Hopkinsa o transkranijalnoj istosmjernoj struji i bili impresionirani rezultatima.
"Vidio sam pacijenta kako dolazi, a nakon liječenja morao je potpisati svoje ime", kaže Graham. "Kazao je da godinama nije mogao pisati tako."
Studenti su se tijekom mjeseci susretali s pacijentima u bolnici Parkinson u klinici kako bi prikupili podatke o tome što ljudima stvarno treba u kućnom uređaju. Na kraju su smislili baterijski dizajn otprilike zasnovan na baseball kapu, koju se lako može navući i kontrolirati velikim gumbom.
Liječenje STIMbandom započelo bi u ordinaciji neurologa, gdje bi uređaj bio postavljen za pacijenta. Pacijent bi tada odnio STIMband kući i koristio ga 20 minuta dnevno, svaki dan. Liječenje se na kraju može izmijeniti na temelju individualnih rezultata, ali Graham kaže da će pacijenti vjerojatno STIM pojas koristiti u nedogled, sve dok vide pozitivne rezultate.
"Budući da je PD [Parkinsonova bolest] degenerativan, a STIMband djeluje drugačije od lijekova, on bi se također trebao pokazati korisnim u dužem vremenskom razdoblju", kaže Graham. "Nažalost, to razdoblje još uvijek nije poznato."
Ako se ispitivanja STIMbanda pokažu uspješnim, grupa se nada da će dobiti odobrenje FDA. Uređaj će vjerojatno koštati između 600 i 1000 dolara, ovisno o izboru materijala.
Transkranijalnu stimulaciju trenutno istražuju istraživači kao liječenje neuroloških i neuropsihijatrijskih stanja, uključujući epilepsiju, moždani udar, Tourettov sindrom, depresiju i maniju, migrenu, shizofreniju, poremećaje prehrane, distoniju (bolne nehotične kontrakcije mišića) i kroničnu bol. Ali FDA je odobrila samo transkranijalnu magnetsku stimulaciju za depresiju koja je rezistentna na lijekove.
„To nije poput stavljanja magneta za hladnjak na glave ljudi“, kaže neurolog David Brock, medicinski direktor Neuronetics, tvrtke koja proizvodi NeuroStar, transkranijalni uređaj za magnetsku stimulaciju za depresiju. NeuroStar liječenje se daje u liječničkoj ordinaciji. U razdoblju od četiri do šest tjedana, pacijenti dolaze pet dana u tjednu na sesije od 45 minuta. Oni sjede u stolici i čitaju ili slušaju glazbu dok uređaj, smješten preko lijeve strane čela, stimulira njihov lijevi prefrontalni korteks.
Ljudi često pogrešno smatraju transkranijalnu stimulaciju alternativnim liječenjem, kaže Brock, ali to zapravo potkrepljuju klinički podaci. Studije pokazuju da oko 30 do 40 posto liječenja otpornih na depresiju pređu u remisiju nakon korištenja NeuroStara, dok više njih ima neko poboljšanje simptoma.
Ispunjenje pacijenta pomoću NeuroStar uređaja (Neuronetics) Također nije transkranijalna stimulacija poput elektrokonvulzivne terapije (ECT) ili "šok liječenja", stigmatiziranog, ali često vrlo učinkovitog liječenja depresije koji koristi električnu energiju za izazivanje napadaja. Za razliku od ECT-a, transkranijalna stimulacija ne izaziva napadaj i ne zahtijeva opću anesteziju ili bolnički boravak. Također nije oslobođen ECT-ovih zapaženijih nuspojava, uključujući gubitak memorije i zbrku.
Brock kaže da će transkranijalna stimulacija gotovo sigurno postati odobreni tretman za druga stanja u narednim godinama, jednom kada istraživači utvrde pravo mjesto i intenzitet kako bi tretirali problem. "[Transkranijalna stimulacija] je puno poput noža švicarske vojske", kaže on. "Smislili smo kako koristiti oštricu, ali još nismo smislili kako koristiti sve ostale alate."
