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Nuova terapia con stimolazione cerebrale per l'epilessia

La ricerca mostra che la stimolazione cerebrale mirata può ridurre le crisi nei pazienti con epilessia.

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Indice

La stimolazione elettrica del cervello è una nuova terapia per le persone con epilessia. Questo metodo invia segnali elettrici a parti specifiche del cervello per aiutare a controllare le crisi. Ci sono due strategie principali per questa terapia. La prima si chiama stimolazione focale, che si concentra direttamente sull'area dove iniziano le crisi. La seconda è la stimolazione globale, che manda segnali a una rete più ampia di regioni cerebrali. Gli studi suggeriscono che la stimolazione focale potrebbe essere più efficace della stimolazione globale nel ridurre le crisi.

Come Funziona la Stimolazione Focale

La stimolazione focale colpisce l'area nel cervello dove iniziano le crisi. Alcuni studi hanno rilevato che fino al 73% dei pazienti che hanno ricevuto questo tipo di stimolazione ha riportato una riduzione della frequenza delle crisi dopo nove anni. Tuttavia, i ricercatori non hanno ancora determinato la migliore posizione specifica per la stimolazione nel cervello. Si crede che analizzare le reti locali nel cervello potrebbe migliorare l'efficacia del trattamento.

Reti cerebrali e Stimolazione

Gli effetti della stimolazione cerebrale potrebbero essere legati a cambiamenti nella struttura e nella funzione del cervello. Negli studi sulla malattia di Parkinson, i ricercatori hanno scoperto che quando i pazienti hanno ricevuto una stimolazione cerebrale profonda, le reti cerebrali si sono riorganizzate per somigliare di più a quelle di individui sani. Nei pazienti con epilessia, la stimolazione a lungo termine può anche portare a cambiamenti nel funzionamento delle reti cerebrali. Di conseguenza, il numero totale di crisi potrebbe diminuire nel tempo. L'idea è che se potessimo misurare la capacità di adattamento di un paziente prima di iniziare il trattamento, potremmo personalizzare la terapia in base alle loro esigenze.

Prevedere il Successo del Trattamento

I ricercatori hanno scoperto che analizzare l'attività elettrica nel cervello può aiutare a prevedere quanto sarà efficace la stimolazione cerebrale. Ad esempio, quando alcune connessioni cerebrali sono più forti, la stimolazione è più efficace nel ridurre le crisi. Pertanto, comprendere le connessioni nel cervello potrebbe aiutare a decidere dove posizionare la stimolazione.

Stimolazione Elettrica a Pulsazione Singola (SPES)

Un metodo per valutare la connettività cerebrale è la Stimolazione Elettrica a Pulsazione Singola (SPES). In questa tecnica, piccoli impulsi elettrici vengono applicati a coppie di elettrodi posizionati direttamente sul cervello. Le risposte generate in altri elettrodi possono rivelare quanto siano connesse diverse parti del cervello. Gli studi hanno mostrato che le aree dove si verificano le crisi hanno più connessioni, il che le rende obiettivi adatti per la stimolazione. I ricercatori credono che stimolare aree connesse potrebbe aiutare il cervello ad adattarsi e migliorare nel tempo.

Panoramica dello Studio

In questo studio, i ricercatori indagano se avere una buona connessione tra le parti stimulate e quelle che rispondono possa cambiare il tasso di scariche epilettiche interictali (IED), che sono picchi nell'attività cerebrale che possono portare a crisi. Vogliono anche vedere se la stimolazione influisce sui livelli di attività complessivi del cervello.

Informazioni sui Pazienti

La ricerca ha coinvolto dieci pazienti che hanno avuto la loro attività cerebrale monitorata per 5-7 giorni. Durante questo periodo, i ricercatori hanno identificato quali aree del cervello erano coinvolte nelle crisi. Hanno registrato l'attività elettrica e applicato la SPES, annotando come ha risposto il cervello. Lo studio è stato approvato da comitati etici, garantendo la sicurezza e i diritti dei pazienti.

Raccolta e Analisi dei Dati

I ricercatori hanno utilizzato protocolli specifici per registrare l'attività cerebrale. Hanno applicato dieci impulsi elettrici a coppie di elettrodi e misurato le risposte provenienti da diverse posizioni nel cervello. Analizzando i segnali elettrici, i ricercatori sono stati in grado di identificare schemi che potrebbero indicare la presenza di IED.

Hanno esaminato come è cambiato il numero di IED dopo la stimolazione. Questo ha comportato il conteggio degli IED prima e dopo ogni impulso elettrico, ignorando eventuali segnali che si verificavano proprio al momento della stimolazione.

I ricercatori hanno usato vari metodi statistici per analizzare i dati. Hanno confrontato i conteggi di IED di diversi pazienti per vedere se avere una connessione forte tra le aree stimulate e quelle che rispondono influisse sul risultato.

Risultati Chiave

I risultati hanno mostrato che quando c'è una connessione forte tra il sito di stimolazione e l'area che risponde, il numero di IED tende a diminuire. Questo suggerisce che la stimolazione mirata può aiutare a ridurre l'attività delle crisi nei pazienti con epilessia.

Quando i ricercatori hanno esaminato i conteggi di IED in dettaglio, hanno scoperto che la stimolazione portava a una significativa riduzione degli IED negli elettrodi di risposta che mostravano un effetto soppressivo sull'attività cerebrale. I dati indicavano che più a lungo erano attivi i segnali elettrici, più riducevano l'attività delle crisi.

Effetti Sostenuti

I ricercatori volevano anche sapere quanto durassero gli effetti della stimolazione. Hanno scoperto che i cambiamenti nel numero di IED non erano solo temporanei. Il numero ridotto di IED è continuato per un breve periodo dopo che la stimolazione è stata interrotta, suggerendo che il cervello potesse mantenere alcuni benefici dalla stimolazione per un certo periodo.

Sfide e Limitazioni

Questo studio ha alcune limitazioni. Ha coinvolto un numero ristretto di pazienti, e ciascun paziente aveva diverse aree del cervello monitorate in base a ciò che i medici sospettavano. I ricercatori non sono sempre riusciti a catturare le risposte dagli elettrodi stimolati a causa delle interferenze degli impulsi elettrici.

Ciò significa che, sebbene i risultati siano promettenti, sarà necessaria ulteriore ricerca con un gruppo più ampio di pazienti e test più estesi per confermare questi risultati.

Implicazioni Cliniche

I risultati di questo studio suggeriscono che utilizzare tecniche di stimolazione specifiche potrebbe migliorare notevolmente il trattamento per le persone con epilessia. Concentrandosi sulle aree giuste e garantendo connessioni forti, i medici potrebbero gestire meglio le crisi e migliorare i risultati per i pazienti.

La ricerca solleva domande importanti su come scegliere i siti di stimolazione e come monitorare efficacemente la risposta del cervello. Gli studi futuri potrebbero concentrarsi sul testare diversi parametri di stimolazione per vedere come questi influiscono sulla frequenza delle crisi e sulla salute complessiva del cervello.

Conclusione

Questo studio mostra che la stimolazione cerebrale può essere un modo efficace per ridurre l'attività delle crisi nei pazienti con epilessia. Comprendendo le connessioni all'interno del cervello e come la stimolazione influisce su queste connessioni, i medici possono migliorare gli approcci terapeutici e offrire terapie più personalizzate.

Man mano che la ricerca continua, i pazienti potrebbero beneficiare di metodi affinati che mirano a specifiche aree del cervello per migliorare la loro qualità della vita e gestire meglio la loro epilessia.

Fonte originale

Titolo: Local cortical network stimulation as a concept for focal epilepsy treatment

Estratto: BackgroundElectrical stimulation therapy for epilepsy patients is applied either to the epileptogenic region or to a larger network (e.g. with deep brain stimulation). Objective/hypothesisResponses to single pulse electrical stimuli (SPES) reveal potential stimulation sites that target the epileptogenic region for cortical network stimulation therapy. MethodsWe applied SPES to ten epilepsy patients who underwent intracranial electrocorticography recordings for pre-surgical evaluation. We detected cortico-cortical evoked potentials (CCEPs) in response electrodes after stimulating other pairs of electrodes, revealing effective connections. We calculated event-related spectral perturbation (ERSP) plots in all response electrodes after stimulating other electrode pairs. We detected interictal epileptic discharges (IEDs) before and after each single pulse and calculated the logarithmic IED ratio. We analyzed whether power suppression in the ERSP occurred in a response electrode when connected with the stimulus pair. We analyzed whether a larger change in IED ratio was accompanied by power suppression in the response electrode or when this electrode was connected with the stimulus pair. ResultsWe found that SPES has a neuromodulatory effect measured as: 1) the relationship of a CCEP and power suppression, 2) a larger change in IED rate when a CCEP was present, 3) a decrease in IED rate when power suppression was observed. Conclusion(s)Results suggest that stimulation in an area connected to the epileptogenic region can modulate IEDs in this region. SPES might provide a template for localizing a stimulation site outside the epileptogenic region for electrical stimulation treatment of epilepsy. HighlightsO_LIStimulation of an electrode pair can suppress power in an electrode on connected tissue. C_LIO_LIStimulation of an electrode pair changes IED rate in an electrode on connected tissue. C_LIO_LIA decrease in IED rate was accompanied by power suppression. C_LIO_LISPES indicates potential stimulation sites for neurostimulation therapy in epilepsy. C_LI

Autori: Dorien van Blooijs, M. van der Stoel, G. Huiskamp, M. Demuru, N. Ramsey, F. Leijten

Ultimo aggiornamento: 2023-10-31 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.30.23297463

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.30.23297463.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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