خلاصه: یک مطالعه پیشگامانه با موفقیت، عملکرد شناختی را در بیماران مبتلا به اختلالات پایدار ناشی از آسیب های مغزی تروماتیک با استفاده از دستگاه های تحریک عمقی مغز بازیابی کرد. این روش نوآورانه هسته جانبی مرکزی در تالاموس را هدف قرار می دهد تا مسیرهای عصبی مرتبط با توجه و برانگیختگی را دوباره فعال کند.
شرکت‌کنندگان در این مطالعه که آسیب‌های مغزی متوسط تا شدید را متحمل شده بودند، پیشرفت‌های قابل توجهی در سرعت پردازش ذهنی، تمرکز و فعالیت‌های زندگی روزمره نشان دادند. این یافته‌ها امید جدیدی را برای افرادی که با اثرات درازمدت آسیب‌های مغزی دست و پنجه نرم می‌کنند، ایجاد می‌کند.
نکات کلیدی:
- صدمات تروماتیک مغزی بیش از 5 میلیون آمریکایی را تحت تأثیر قرار می دهد که منجر به اختلالات شناختی می شود.
- دستگاه های تحریک عمقی مغز دقیقاً هسته جانبی مرکزی را هدف قرار می دهند تا عملکرد شناختی را تقویت کنند.
- شرکت کنندگان در این مطالعه به طور متوسط 32 درصد بهبود در سرعت پردازش ذهنی نشان دادند.
در سال 2001، جینا آراتا در ترم آخر کالج خود بود و قصد داشت برای دانشکده حقوق اقدام کند، زمانی که در یک تصادف رانندگی دچار آسیب مغزی شد. این جراحت به قدری توانایی او را برای تمرکز به خطر انداخت که با مشکل مواجه شد.
آراتا که با پدر و مادرش در مودستو زندگی می کند، گفت: «هیچ چیز را به خاطر نداشتم. پای چپم مشکل داشت. من همیشه تصادفات رانندگی داشتم و خیلی راحت عصبانی می‌شدم.»
والدین او از تحقیقاتی که در پزشکی استنفورد انجام شده بود، مطلع بودند. آراتا به عنوان شرکت کننده پذیرفته شد. در سال 2018، پزشکان با جراحی، دستگاهی را در اعماق مغز او کاشتند، سپس فعالیت الکتریکی دستگاه را به دقت کالیبره کردند تا شبکه‌هایی را که جراحت تحت تأثیر قرار داده بود تحریک کند.
او بلافاصله متوجه تفاوت شد: وقتی از او خواسته شد که اقلامی را در راهروی محصولات یک فروشگاه مواد غذایی فهرست کند، او می‌تواند میوه‌ها و سبزیجات را نام ببرد. سپس محقق دستگاه را خاموش کرد و او نتوانست نامی از آنها را ببرد.
آراتا گفت: «بعد از کاشت ایمپلنت، من هیچ جریمه سرعت نگرفتم. مثل قبل تلو تلو نمی خورم. حالا یادم می آید چقدر پول در حساب بانکی ام است. قبلا نمی توانستم بخوانم، اما بعد از کاشت، من کتابی به نام «جایی که خرچنگ‌ها می‌خوانند» خریدم، از آن لذت بردم و به یاد آوردم. همچنین، دیگر زود عصبانی نمی‌شوم.»
برای آراتا و چهار نفر دیگر، دستگاه آزمایشی تحریک عمقی مغز، توانایی‌های شناختی را که سال‌ها قبل به دلیل آسیب‌های مغزی از دست داده بودند، به درجات مختلف بازیابی کرد. این روش جدید که توسط محققان پزشکی استنفورد و همکاران سایر موسسات توسعه یافته است، اولین روشی است که در برابر آسیب های طولانی مدت از آسیب های متوسط تا شدید مغزی نویدبخش است.
چراغ های کم نور
بیش از 5 میلیون آمریکایی با اثرات ماندگار آسیب متوسط تا شدید مغزی – مشکل در تمرکز، به خاطر سپردن و تصمیم‌گیری – زندگی می‌کنند. اگرچه بسیاری از آنها به اندازه کافی بهبود می یابند که بتوانند مستقل زندگی کنند، اما مشکلات آنها مانع از بازگشت آنها به مدرسه یا کار و از سرگیری زندگی اجتماعی می شود.
جیمی هندرسون، MD، پروفسور جراحی مغز و اعصاب و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه، گفت: «به طور کلی، روش درمانی بسیار کمی برای این بیماران وجود دارد.»
اما این واقعیت که این بیماران از کما خارج شده بودند و مقدار قابل توجهی از عملکرد شناختی را بازیابی کردند، نشان می‌دهد که سیستم‌های مغزی که از توجه و برانگیختگی پشتیبانی می‌کنند – توانایی بیدار ماندن، توجه به مکالمه، تمرکز بر یک کار – نسبتاً حفظ شده‌اند.
این سیستم‌ها تالاموس، یک ایستگاه رله در اعماق مغز را به نقاطی در سراسر قشر، لایه بیرونی مغز، متصل می‌کنند که عملکردهای شناختی بالاتری را کنترل می‌کنند.
هندرسون، پروفسور جان و جین بلوم-رابرت و روث هالپرین، می‌گویند: «در این بیماران، این مسیرها تا حد زیادی دست نخورده هستند، اما همه چیز ضعیف شده است. انگار چراغ ها کم شده اند و فقط برق کافی برای روشن کردن آنها وجود ندارد.»
به ویژه، ناحیه ای از تالاموس به نام هسته جانبی مرکزی به عنوان یک هاب عمل می کند که بسیاری از جنبه های هوشیاری را تنظیم می کند.
دکتر نیکلاس شیف پروفسور ویل کورنل پزشکی و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: «هسته جانبی مرکزی برای هدایت گسترده چیزها بهینه شده است، اما آسیب پذیری آن این است که اگر آسیب چند کانونی داشته باشید، ضربه بیشتری می خورد زیرا ضربه می تواند تقریباً از هر نقطه ای در مغز وارد شود.»
محققان امیدوار بودند که تحریک الکتریکی دقیق هسته جانبی مرکزی و اتصالات آن بتواند این مسیرها را دوباره فعال کند و نورها را به حالت قبل برگرداند.
قرارگیری دقیق
در این کارآزمایی، محققان پنج شرکت‌کننده را که بیش از دو سال پس از آسیب مغزی متوسط تا شدید دچار اختلالات شناختی پایدار بودند، انتخاب کردند. آنها 22 تا 60 ساله بودند که سه تا 18 سال قبل از آن دچار جراحات شده بودند.
چالش، قرار دادن دستگاه تحریک دقیقاً در ناحیه مناسب بود که از فردی به فرد دیگر متفاوت بود. هر مغز در ابتدا شکل متفاوتی دارد و آسیب‌ها منجر به تغییرات بیشتر شده است.
هندرسون گفت: «به همین دلیل است که ما تعدادی ابزار برای تعریف بهتر آن منطقه ایجاد کردیم. محققان یک مدل مجازی از هر مغز ایجاد کردند که به آنها امکان می داد مکان و سطح تحریکی را که هسته جانبی مرکزی را فعال می کند، مشخص کنند. هندرسون با هدایت این مدل‌ها، دستگاه‌ها را در پنج شرکت‌کننده کاشت.
او گفت: «هدف قرار دادن دقیق منطقه مهم است. اگر حتی چند میلی متر از هدف فاصله دارید، خارج از منطقه موثر هستید.»
بیشتر بخوانید : اختلال شناختی پس از آسیب مغزی تروماتیک با اختلالات اتصال مغز مرتبط است
لحظه ای پیشگام
پس از یک مرحله تیتراسیون دو هفته ای برای بهینه سازی تحریک، شرکت کنندگان 90 روز را با دستگاه روشن به مدت 12 ساعت در روز سپری کردند.
پیشرفت آنها با یک تست استاندارد سرعت پردازش ذهنی به نام تست ردیابی که شامل رسم خطوطی است که ترکیبی از حروف و اعداد را به هم متصل می کند، اندازه گیری شد.
هندرسون گفت: «این یک آزمون بسیار حساس دقیقاً از چیزهایی است که ما به آنها نگاه می کنیم: توانایی تمرکز و برنامه ریزی و انجام این کار به روشی حساس به زمان.»
در پایان دوره درمان 90 روزه، شرکت کنندگان سرعت خود را در آزمایش به طور متوسط 32 درصد افزایش دادند که بسیار بیشتر از 10 درصدی بود که محققان در نظر داشتند.
هندرسون گفت: «تنها چیز شگفت‌انگیز این است که همانطور که ما پیش‌بینی کرده بودیم کار کرد که همیشه یک امر مسلم نیست.»
برای شرکت‌کنندگان و خانواده‌هایشان، این پیشرفت‌ها در زندگی روزمره‌شان آشکار بود. آنها فعالیت هایی را که غیر ممکن به نظر می رسید از سر گرفتند – خواندن کتاب، تماشای برنامه های تلویزیونی، بازی های ویدیویی یا انجام تکالیف. آنها احساس خستگی کمتری می کردند و می توانستند روز را بدون چرت زدن پشت سر بگذارند.
این درمان به قدری مؤثر بود که محققان در تکمیل بخش آخر مطالعه خود با مشکل مواجه شدند. آنها یک مرحله انصراف کور را برنامه ریزی کرده بودند که در آن نیمی از شرکت کنندگان به طور تصادفی انتخاب می شدند تا دستگاه هایشان خاموش شود.
دو نفر از بیماران حاضر نشدند از این شانس استفاده کنند. از سه نفری که در مرحله انصراف شرکت کردند، یک نفر به طور تصادفی انتخاب شد تا دستگاه او خاموش شود. پس از سه هفته بدون تحریک، آن شرکت‌کننده 34 درصد آهسته‌تر در آزمون ساخت دنباله عمل کرد.
این کارآزمایی بالینی اولین موردی است که این ناحیه از مغز را در بیماران مبتلا به آسیب مغزی تروماتیک متوسط تا شدید مورد هدف قرار می‌دهد و برای بسیاری از کسانی که در بهبودی خود موفق بوده‌اند، امیدواری ایجاد می‌کند.
شیف گفت: «این یک لحظه پیشگام است. هدف ما اکنون این است که گام‌های سیستماتیک را برداریم تا این یک درمان باشد. این یک سیگنال کافی برای ما است تا تمام تلاش خود را بکنیم.»
