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Parkinson: Adaptives Gehirnimplantat kann die Therapie verbessern

Parkinson, eine neurodegenerative Erkrankung, ist gekennzeichnet durch Symptome wie Muskelsteifheit und Tremor in den Gliedmaßen sowie ein gestörtes Gleichgewicht, die sich im Laufe der Zeit verschlechtern. Hat innovative Forschung ein zuverlässigeres Instrument gefunden, das zur Verbesserung dieser Symptome beiträgt?


Ein einstellbares neues Implantat zur Hirnstimulation könnte die Parkinson-Therapie auf ein völlig neues Niveau bringen.

Die National Institutes of Health (NIH) berichten, dass jedes Jahr etwa 50.000 Personen in den Vereinigten Staaten eine Diagnose der Parkinson-Krankheit erhalten.

Die verfügbaren Behandlungen für diesen Zustand zielen auf die Symptome ab, um die Lebensqualität der Patienten zu verbessern.

Diese Behandlungen umfassen verschiedene Arten von Medikamenten, die sich entweder auf motorische Effekte auf nichtmotorische Effekte der Krankheit konzentrieren, sowie auf die Tiefenhirnstimulation, die als Alternative für Menschen angeboten werden kann, die auf Medikamente nicht gut ansprechen.

Bei der tiefen Hirnstimulation werden Elektroden chirurgisch in das Gehirn implantiert. Diese sind mit einem Gerät verbunden, das an der Brust befestigt ist. Durch diese Implantate werden elektrische Reize in die Gehirnregionen übertragen, die die Bewegung regulieren.

Die tiefe Hirnstimulation ist jedoch - zumindest bisher - mit bestimmten Risiken und Nachteilen verbunden. Das Gerät arbeitet kontinuierlich und muss so programmiert werden, dass die von ihm gesendeten Reize den Bedürfnissen des Trägers optimal angepasst werden.

Häufig müssen Geräte von einem Spezialisten neu programmiert werden. Da sie mit Batterien betrieben werden, ist die Lebensdauer dieser Implantate begrenzt, und sie müssen eventuell ersetzt werden.

Ein Team der University of California in San Francisco, dessen Arbeit vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) unterstützt wurde, erkennt diese Nachteile und versucht, stärker anpassbare Implantate mit tiefer Hirnstimulation zu testen.

Die Ergebnisse ihrer Bemühungen - die Teil der Initiative "Advancing Innovative Technologies (BRAIN)" waren, wurden in der Journal of Neural Engineering.

Eine neue Art von Hirnstimulationsimplantat

Die Forscher testeten eine Art Implantat, das auf Signale aus dem Gehirn reagiert und sich auf die Symptome der Parkinson-Krankheit einstellt. Es registriert diese Eingänge nicht nur, sondern passt sich auch an, um bei Bedarf eine geeignete Stimulation zu liefern.

"Dies ist das erste Mal", erklärt Studienautor Dr. Philip Starr, "ein vollständig implantiertes Gerät wurde für die adaptive, tiefe Hirnstimulation bei Patienten mit Parkinson-Krankheit verwendet."

Das Projekt war eine kurzfristige Machbarkeitsstudie, in der sich zwei Personen mit Parkinson bereit erklärten, dieses fein abgestimmte, anpassungsfähige Implantat zur tiefen Hirnstimulation zu erhalten.

In dieser Studie wurde das Implantat so programmiert, dass es das Gehirn auf Signale im Zusammenhang mit Dyskinesien - oder unwillkürlichen Bewegungen - überwacht, die manchmal als Nebeneffekt einer tiefen Hirnstimulation auftreten.

Wenn das Gerät Anzeichen von Dyskinesien wahrnahm, reduzierte es die Stimulation des Gehirns. Wenn dagegen keine Dyskinesien festgestellt wurden, war die Stimulation erhöht. Diese Strategie wurde berechnet, um die mit dieser Art von Therapie verbundenen Nebenwirkungen zu verringern.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass diese Art von Implantat bei der Verringerung der Parkinson-Symptome nicht weniger wirksam war als die traditionelle tiefe Hirnstimulation.

Da dieses Gerät anpassungsfähig ist und nicht ständig Reize aussendet, können die Forscher etwa 40 Prozent der Batterieenergie einsparen, die normalerweise bei herkömmlicher Hirnstimulation im offenen Kreislauf verbraucht würde.

Da diese Tests nur über einen kurzen Zeitraum durchgeführt wurden, konnten die Ermittler nicht genau feststellen, wie das innovative Implantat im Vergleich zu herkömmlichen Hirnstimulationsgeräten im Fall von Dyskinesien funktionierte.

Aufgrund der Anpassungsfähigkeit des neuen Implantats hoffen die Forscher jedoch, dass das Stimulationsgerät mit geschlossenem Regelkreis in dieser Hinsicht viel besser abschneidet und möglicherweise zu weniger Nebenwirkungen führt.

"Ein wichtiger erster Schritt"

Dr. Starr erklärt außerdem: "Andere adaptive Designs für die Stimulation des tiefen Gehirns zeichnen die Hirnaktivität in einem Bereich auf, in dem die Stimulation stattfindet, in den Basalganglien, die für Störungen durch den Stimulationsstrom anfällig sind."

"Stattdessen", fährt er fort, "erhält unser Gerät eine Rückmeldung vom Motorkortex, weit weg von der Stimulationsquelle, und liefert ein zuverlässigeres Signal."

Die Forscher freuen sich über die Möglichkeiten, die diese Machbarkeitsstudie für die Verbesserung der Parkinson-Therapie eröffnet, und sie planen bereits größere Studien, um die langfristige Wirksamkeit des Geräts zu testen.

"Der neuartige Ansatz dieser kleinen Machbarkeitsstudie könnte ein wichtiger erster Schritt sein, um einen verfeinerten oder individuelleren Weg für Ärzte zu entwickeln, um die Probleme der Parkinson-Patienten täglich zu reduzieren."

Nick B. Langhals, Programmdirektor bei NINDS

In dem folgenden Video können Sie die Erklärung von Dr. Starr über die innovativen Hirnstimulationsgeräte ansehen.

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