Kajian Skop Teknik Neuromodulasi dalam Penyakit Neurodegeneratif: Alat Berguna Untuk Amalan Klinikal? Bahagian 1

Abstrak:

Latar Belakang dan Objektif: Penyakit neurodegeneratif yang biasanya memberi kesan kepada orang tua seperti penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson dan demensia frontotemporal biasanya dicirikan oleh kemerosotan kognitif yang ketara yang bertambah teruk dari semasa ke semasa.

Penyakit neurodegeneratif adalah penyakit biasa yang menjejaskan kesihatan fizikal warga tua, dan penyakit yang paling biasa adalah penyakit Alzheimer. Penyakit ini menjejaskan keupayaan kognitif dan ingatan warga tua, menyukarkan mereka untuk menyelesaikan tugas dan kehidupan harian, malah memerlukan penjagaan. Walaupun fenomena ini sangat biasa dalam masyarakat kita, kita perlu melihat isu ini secara positif.

Pertama, walaupun penyakit Alzheimer menjejaskan ingatan warga emas, ia tidak semestinya bermakna kualiti hidup mereka akan berkurangan. Penghidap demensia biasanya masih boleh menjadi ahli aktif dalam kehidupan seharian mereka. Mungkin terdapat beberapa aktiviti yang memerlukan penjagaan atau bantuan khas, tetapi cabaran ini boleh diatasi. Selain itu, kajian telah menunjukkan bahawa penghidap penyakit Alzheimer boleh mendapat keselesaan dan kebahagiaan yang besar dengan memulihkan ingatan mereka dan kembali kepada pengalaman lalu.

Kedua, penyakit Alzheimer tidak selalu tidak dapat dipulihkan. Kita kini tahu bahawa faktor tertentu boleh melambatkan atau menghalang perkembangannya. Contohnya, kekal cergas secara fizikal, kerap bersenam, makan makanan yang sihat dan mengambil bahagian dalam aktiviti sosial boleh mengurangkan risiko mendapat penyakit Alzheimer dengan ketara. Tabiat mudah ini juga boleh meningkatkan ingatan, menguatkan kesihatan mental, dan meningkatkan kualiti hidup.

Akhir sekali, kita perlu sedar bahawa demensia bukanlah salah saudara atau pesakit. Walaupun penyakit ini mungkin membawa cabaran kepada sesetengah keluarga, ia juga boleh dilihat sebagai peluang untuk ahli keluarga berinteraksi dan membantu antara satu sama lain. Melalui sokongan dan penjagaan luaran, kami boleh membantu pesakit menyesuaikan diri dengan penyakit ini dengan lebih baik dan mencapai kehidupan yang bermakna.

Ringkasnya, walaupun penyakit neurodegenerative warga tua boleh menjejaskan ingatan orang, melalui sikap positif, langkah pencegahan dan sokongan daripada ahli keluarga, pesakit boleh menjalani kehidupan yang bermakna dalam kehidupan mereka dan menerima penjagaan dan perhatian rohani yang betul. Ia boleh dilihat bahawa kita perlu meningkatkan ingatan, dan Cistanche boleh meningkatkan ingatan dengan ketara kerana Cistanche adalah ubat tradisional Cina dengan banyak kesan unik, salah satunya adalah untuk meningkatkan ingatan. Keberkesanan Cistanche berasal dari pelbagai bahan aktif yang terkandung di dalamnya, termasuk asid tannic, polisakarida, glikosida flavonoid, dll. Bahan-bahan ini boleh menggalakkan kesihatan otak dalam pelbagai cara.

Klik tahu 10 cara untuk meningkatkan ingatan

Sehingga kini, pilihan farmakologi yang berdaya maju untuk gejala kognitif dalam keadaan klinikal ini masih kurang. Pelbagai kajian terbaru telah menggunakan teknik neuromodulasi untuk mencuba dan membezakan pereputan pesakit.

Bahan dan Kaedah: Kami menjalankan kajian literatur yang mendalam tentang sumbangan teknik ini yang terkini merentasi penyakit neurodegeneratif.

Keputusan: Kajian semasa melaporkan bahawa teknik neuromodulasi yang menyasarkan kemerosotan kognitif tidak membenarkan untuk membuat sebarang kesimpulan muktamad tentang keberkesanan klinikalnya walaupun bukti awal sangat menggalakkan.

Kesimpulan: Kajian lanjutan dan lebih teguh harus menilai potensi dan batasan penggunaan alat terapeutik yang menjanjikan ini kepada penyakit neurodegeneratif.

Kata kunci: Penyakit Alzheimer; kemerosotan kognitif; demensia frontotemporal; neuropsikologi; penyakit Parkinson; pemulihan; rangsangan.

1. Pengenalan

Penyakit neurodegeneratif yang menyasarkan warga tua adalah keutamaan kesihatan awam di seluruh dunia dengan kesan perubatan, psikologi dan ekonomi yang ketara.

Gangguan yang paling biasa ialah penyakit Alzheimer (AD), demensia frontotemporal (FTD) dan penyakit Parkinson (PD). Kelaziman dan insiden mereka telah meningkat secara mendadak dengan umur sejak beberapa dekad yang lalu, dan ia dijangka terus berkembang disebabkan peningkatan berterusan dalam purata jangka hayat di kebanyakan negara.

Penyakit neurodegeneratif tidak homogen dalam profil klinikal dan patofisiologi yang mendasarinya, walaupun ia biasanya dicirikan oleh kemerosotan kognitif yang ketara.

Masa dan ketepatan diagnosis adalah faktor penting, kerana ia membolehkan perancangan pengurusan klinikal yang tepat pada masanya dan sesuai.

Memandangkan tiada rawatan farmakologi yang berkesan untuk gejala kognitif dan motor kini tersedia, dalam beberapa tahun kebelakangan ini pelbagai kajian telah mula menyiasat potensi sumbangan teknik neuromodulasi (seperti teknik stimulasi otak bukan invasif, NIBS) dalam membezakan pereputan pesakit.

Selepas pembentangan ciri epidemiologi dan klinikal yang paling menonjol bagi setiap gangguan, tinjauan mendalam sekarang melaporkan kajian teknik neuromodulasi terkini yang menyasarkan gangguan kognitif dalam penyakit neurodegeneratif.

Matlamat dua kali ganda kami adalah untuk menunjukkan bukti awal yang sedia ada di lapangan dan mencadangkan bahawa penyelidikan lanjut harus menilai potensi dan batasan pilihan terapeutik yang menjanjikan ini.

1.1. Profil Klinikal Penyakit Neurodegeneratif

Penyakit Alzheimer (AD) adalah gangguan neurodegeneratif yang meresap yang mewakili lebih daripada 60% diagnosis demensia di kalangan warga tua [1]. Neurofisiologi AD terutamanya dicirikan oleh pengumpulan ekstraselular amiloid-peptida (A) plak dan kusut neurofibrillary intraselular yang mengandungi protein tau terfosforilasi pada kawasan kortikal dan subkortikal [2,3].

Keabnormalan tempatan ini mencabar integriti skala besar serebrum, menyebabkan atrofi bahan putih dan kelabu global yang melibatkan kawasan hadapan, cingulate dan korteks temporal dan precuneus, atrofi hippocampal terpilih dan peningkatan volum ventrikel [4-6].

Kerosakan litar neural berskala besar berkemungkinan mendasari gejala klinikal dalam AD kerana rawatan yang bertujuan untuk mengurangkan pengumpulan amiloid didedahkan tidak berkesan dalam pengurangan penurunan kognitif dan ingatan [7].

Manifestasi neurofisiologi ini mendahului permulaan gejala klinikal tingkah laku dan psikiatri, jadi pengesanan awal mereka adalah faktor diagnostik yang penting [8]. Perubahan kognitif pertama yang dapat dilihat melibatkan kehilangan ingatan yang progresif, pengambilan semula pengetahuan semantik terjejas, pengurangan perhatian visuospatial dan kekeliruan topografi [9-11], terutamanya pada awal AD [12].

Kemudian, perkembangan penyakit menyebarkan kelainan pada tahap berskala besar yang melibatkan rangkaian jarak jauh [3], menyebabkan kemerosotan teruk kepada fungsi eksekutif [13] dan amnesia anterograde [14].

Penyembuhan muktamad untuk AD masih belum ditemui, kerana etiologi masih tidak diketahui dan patogenesisnya tidak jelas (untuk semakan lihat [15]). Atas sebab ini, protokol terapeutik utama hanya boleh cuba melemahkan perkembangan penyakit dengan mengurangkan gejala atau melambatkan permulaannya untuk mengekalkan tahap fungsi fizikal, psikologi dan sosial yang mencukupi [16].

Demensia frontotemporal (FTD) adalah gangguan neurodegeneratif yang berkongsi persamaan yang berbeza dengan AD tetapi, berbeza daripada AD tidak melibatkan kemerosotan hippocampal, dengan itu mengekalkan kenangan episod dan autobiografi [17,18].

Manifestasi klinikal FTD adalah heterogen, tetapi adalah mungkin untuk mengenal pasti dua varian utama: varian tingkah laku (bvFTD) dan afasia progresif primer (PPA) yang seterusnya dibahagikan kepada varian semantik (svPPA), varian tidak lancar (nfvPPA) dan varian alogopedik (lvPPA).

Varian tingkah laku (bvFTD) dicirikan oleh kemerosotan korteks hadapan dan prefrontal yang menentukan keabnormalan tingkah laku dan kemerosotan fungsi eksekutif dan ingatan kerja [19] serta kekurangan perhatian, tingkah laku gigih dan ketegaran mental [20,21].

Pada peringkat akhir perkembangan penyakit, penglibatan DLPFC membawa kepada defisit yang ketara dalam perancangan dan kebolehan organisasi [22]. Varian semantik (svPPA) dicirikan oleh degenerasi korteks temporal anterior, tengah dan inferior kiri [23,24] yang berkaitan dengan kehilangan makna perkataan [19].

Gejala teras svPPA termasuk kehilangan ingatan semantik dalam domain lisan dan bukan lisan, kesukaran untuk mengenali nama dan wajah orang yang dikenali, anomia dan kesukaran membaca dan mengeja.

Kemerosotan dalam melaksanakan tugas bukan lisan menunjukkan bahawa svPPA adalah penyakit yang menjejaskan integriti pengetahuan semantik dan bukannya keadaan berkaitan bahasa semata-mata [25].

Varian tidak fasih/agrammatik (nfvPPA) dicirikan oleh atrofi kortikal di gyrus hadapan inferior kiri, premotorcortex dan insula anterior [26]. Atrofi ini menyebabkan pertuturan agrammatik, defisit dalam pemahaman ayat kompleks dari segi sintaksis dan apraksia pertuturan manakala makna semantik perkataan tunggal biasanya dipelihara [18,27].

Jenis PPA ketiga dipanggil PPA logopenik (lvPPA). Bentuk ini dicirikan oleh atrofi korteks temporal posterior kiri dan lobus parietal inferior, mengakibatkan anomia, ketidaklancaran, pengulangan ayat yang terjejas, tatabahasa yang dipermudahkan lagi terpelihara dan kemerosotan pada tahap fonologi dan sintaksis pemprosesan leksikal [18].

Penyakit Parkinson (PD) secara klasik dicirikan oleh satu siri gangguan motor yang termasuk gegaran, akinesia, ketegaran dan ketidakstabilan postur. Ia juga telah ditunjukkan secara meluas bahawa kemerosotan kognitif adalah gejala utama, dan selalunya lebih melemahkan, PD [28].

Dalam banyak kes, kemerosotan dalam domain kognitif biasanya boleh diklasifikasikan sebagai kemerosotan kognitif ringan (MCI) sepenuhnya [29].

Pemeriksaan neuropsikologi fungsi kognitif dalam pesakit PD biasanya mendedahkan defisit ringan hingga sederhana dalam domain visuospatial, perhatian, memori kerja (WM), pemprosesan emosi [30] dan penurunan umum dalam fungsi eksekutif [31].

1.2. Gambaran Keseluruhan Teknik Neurostimulasi

Pencapaian teknologi baru-baru ini telah menyediakan alat inovatif yang berpotensi berguna kepada penyelidik dan doktor. Untuk tujuan tinjauan ini, kami kini akan menumpukan pada teknik neurostimulasi.

Neuroplastisitas adalah salah satu sasaran utama protokol kognitif, fizikal, farmakologi dan neurostimulasi yang berbeza [32]. Neuroplastisitas boleh didorong melalui rangsangan langsung kawasan otak sasaran melalui teknik rangsangan otak bukan invasif (NIBS) yang berbeza.

Teknik ini boleh merangsang otak dengan menyediakan rangsangan magnetik (TMS) atau arus terus (tDCS) dan arus ulang alik (tACS) dari luar tengkorak. Kerana kuasa mereka untuk secara langsung memodulasi aktiviti serebrum, teknik NIBS telah digunakan secara meluas dalam rawatan penyakit neurologi yang melibatkan gangguan atau penyimpangan aktiviti serebrum [33-35].

Seperti yang telah kita perhatikan, teknik ini boleh diguna pakai bersama dengan latihan kognitif lain atau dengan neurofeedbackprotocol elektrik untuk memodulasi aktiviti kawasan otak tertentu [36]. Rangsangan magnet transkranial (TMS) ialah teknik berdasarkan gangguan aktiviti neurofisiologi yang mendorong arus melalui nadi magnet tidak invasif di atas tengkorak [37].

TMS boleh digunakan dengan menggunakan pendekatan yang berbeza, seperti menghantar denyutan tunggal, denyutan berpasangan atau denyutan berganda. Cara lain untuk merangsang keplastikan otak adalah melalui "rangsangan elektrik transkranial" yang merujuk kepada rangsangan arus terus transkranial (tDCS) dan rangsangan arus ulang-alik transkranial (tACS). ).

Kedua-dua teknik ini adalah berdasarkan prinsip yang sama: aliran arus dari satu elektrod ke satu lagi mendorong modulasi elektrofisiologi di kawasan otak yang disasarkan [38].

Perbezaan antara tDCS dan tACS ialah yang pertama memberikan arus yang stabil dari semasa ke semasa dan modulasi pengujaan atau perencatan ambang keceriaan potensi membran bergantung pada elektrod (anodal orcathodal, masing-masing) terletak di atas kawasan sasaran [39], manakala yang terakhir memberikan arus yang berubah secara berirama di atas dan di bawah sifar dari semasa ke semasa dengan amplitud dan frekuensi tertentu yang merangsang aktiviti ayunan. Walau bagaimanapun, sehingga kini, sedikit yang diketahui tentang korelasi elektrofisiologi yang tepat dan mekanisme khusus yang mendasari kesan tACS.

Dua hipotesis yang diterima pada masa ini mencadangkan bahawa tACS secara langsung merangkumi ayunan otak yang mendasari dan/atau bahawa tACS membawa kepada perubahan sinaptik melalui mekanisme keplastikan bergantung pada masa lonjakan [40].

2. Kaedah

Kajian literatur berasaskan EBSCO-, Google Scholar- dan PubMed mengenai kajian neuromodulasi yang menyasarkan penyakit neurodegeneratif telah dijalankan. Gabungan kata kunci yang dimasukkan untuk pertanyaan ialah: "rangsangan magnet transkranial" ATAU "rangsangan arus terus transkranial" ATAU "rangsangan otak" DAN "Penyakit Alzheimer" ATAU "demensia Frontotemporal" ATAU "Penyakit Parkinson".

Semakan itu dilanjutkan lagi dengan mengambil kira semua artikel berkaitan yang dilaporkan dalam rujukan setiap kertas kerja. Analisis telah tertumpu terutamanya pada kaedah mengenai rangsangan otak, ciri pesakit, kehadiran/ketiadaan simptom kognitif, reka bentuk kajian dan protokol eksperimen, kuantifikasi parameter rangsangan yang diminati dan data pengimejan otak, jika ada.

Kami mengecualikan penyelidikan mengenai subjek yang sihat sahaja dan/atau dijalankan pada haiwan bukan manusia. Memandangkan bidang penyelidikan klinikal gunaan ini adalah inovatif dan oleh itu seseorang tidak boleh mengharapkan untuk menemui beberapa ujian klinikal terkawal rawak yang besar untuk dinilai dari segi keberkesanannya, kami juga termasuk dalam kajian kami telah menjalankan kajian berskala kecil yang mewakili majoriti kajian yang dijalankan setakat ini.

3. Terkini

3.1. Penyakit Alzheimer

Memandangkan kejadian dan kelazimannya, AD adalah salah satu gangguan neurodegeneratif yang paling banyak dikaji. Oleh itu, satu literatur luas yang menangani kemungkinan pilihan terapeutik untuk mengurangkan gangguan kognitif pesakit tersedia.3.1.1.

Transcranial Magnetic Stimulation-TMSSsingle-pulse TMS (spTMS) biasanya digunakan untuk menyiasat litar atau memahami keplastikan dan tindak balas fisiologi.

Untuk tujuan klinikal, kebanyakannya digunakan untuk pengesanan awal AD [41], diagnosis awal demensia dan MCI [42,43] dan meramalkan perkembangan penurunan kognitif [44,45].

Walau bagaimanapun, oleh kerana ia terhad dalam keupayaannya untuk menimbulkan modulasi jangka panjang keceriaan kortikal, ia tidak biasa digunakan untuk tujuan terapeutik. TMS berulang (rTMS) ialah protokol di mana kereta api pelbagai denyutan magnet dihantar pada frekuensi tertentu dan kelewatan masa untuk menghasilkan gangguan berkekalan aktiviti serebrum [46].

Rangsangan letusan Theta ialah jenis TMS khusus yang boleh digunakan menggunakan protokol yang berbeza (cth, berterusan atau terputus-putus), dan ia secara munasabah diandaikan mewakili pembelajaran saraf dalam bentuk Hebbian keplastikan sinaptik jangka panjang.

Kesan modulasi rangsangan serebrum jenis ini bergantung pada bentuk gegelung, yang mempengaruhi kedalaman lokasi yang dirangsang [47] bersama-sama dengan keamatan, tempoh dan kekerapan di mana denyutan dihantar [48,49].

Protokol rTMS yang paling banyak digunakan pada masa ini untuk modulasi keceriaan serebrum yang tahan lama ialah rTMS frekuensi tinggi (HF-rTMS; untuk semakan, lihat [50]), yang terdiri daripada penghantaran satu atau lebih tren frekuensi rangsangan yang lebih besar daripada 1. Hz. Protokol HF-rTMS menunjukkan keberkesanan dan jangka masa yang lebih besar dari semasa ke semasa jika dibandingkan dengan frekuensi rendah (LF;<1 Hz) rTMS [51]. 

Walau bagaimanapun, perbezaan keberkesanan yang diperhatikan antara kedua-dua jenis protokol rTMS ini boleh bergantung pada hemisfera yang dirangsang, kerana HF-rTMS yang merangsang dan LF-rTMSactivity yang menghalang boleh digunakan secara berbeza pada kedua-dua hemisfera untuk mengimbangi interaksi interhemisfera yang tidak seimbang. Oleh kerana kebanyakan fungsi kognitif terjejas dalam AD adalah berkaitan dengan ingatan ingatan, penyelesaian masalah, penaakulan dan kawalan emosi, kawasan prefrontal adalah sasaran utama NIBS.

Turriziani et al. [52] merangsang korteks prefrontal dorsolateral kanan (DLPFC) denganLF-rTMS selama 10 minit sebelum tugas ingatan pengecaman bukan lisan. Mereka memerhatikan prestasi ingatan yang lebih baik berikutan rangsangan sebenar pada DLPFC yang betul berbanding dengan rangsangan palsu yang betul. Sebaliknya, tiada peningkatan telah diperhatikan dalam rangsangan DLPFC kiri.

Dalam eksperimen crossover kedua, mereka merangsang DLPFC yang betul lima hari/minggu selama dua minggu dan mendapati bahawa penambahbaikan berterusan selama sekurang-kurangnya empat minggu selepas tamat rawatan. Kajian sistematik baru-baru ini [53] menunjukkan kesan pentadbiran berpanjangan HF-rTMS untuk rawatan gangguan neurologi dan psikiatri yang berbeza, termasukAD.

Dua kajian meneroka kesan klinikal HF-rTMS pada 20 Hz ke atas DLPFC, merangsang hanya hemisfera kiri untuk 20 sesi [54] atau DLPFC kiri dan kanan untuk 13 sesi [55].

Dalam kes pertama, penambahbaikan selepas latihan pada tahap tingkah laku telah diperhatikan pada Patologi Tingkah Laku dalam Skala Penilaian Penyakit Alzheimer (BEHAVE-AD) serta peningkatan dalam fungsi kognitif yang dinilai dengan Alzheimer's DiseaseAssessment Scale-Cognitive Subscale (ADAS-Cog) [54]. Dalam kes kedua, mereka tidak memerhatikan sebarang peningkatan yang ketara pada penghujung empat minggu latihan, tetapi mereka memerhatikan peningkatan dalam markah Penilaian Kognitif Montreal (MoCA) dalam tempoh dua dan tiga minggu [55].

Kebanyakan kajian telah dijalankan menggunakan gegelung lapan bentuk, yang hanya boleh merangsang bahagian cetek korteks serebrum, manakala gegelung lain boleh merangsang kawasan otak yang terletak lebih dalam dengan faktor tiga [56].

Rangsangan dalam jenis ini dinamakan deep TMS(dTMS). Avirame et al. [57] menggunakan dTMS pada 10 Hz untuk merangsang hubregions dua hala prefrontal dalam dalam 20 sesi pada pesakit dengan AD sederhana hingga teruk.

Penilaian kognitif telah dilakukan sebelum dan selepas rawatan menggunakan ujian kognitif berkomputer (Minsdtreams; NeuroTrax Corp., Bellaire, TX, USA) dan Addenbrooke CognitiveExamination (ACE).

Perbandingan pra dan pasca menunjukkan peningkatan hampir ambang dalam kedua-dua penilaian, tetapi hanya pesakit yang mendapat markah yang lebih rendah pada ACE (<50) showed significant improvements at the end of the training. 

Selain itu, perubahan dalam skor ACE berkorelasi negatif dengan skor asas, menunjukkan bahawa campur tangan dua hala dTMS boleh menjadi sangat berharga pada pesakit yang menunjukkan kecacatan yang teruk.

For more information:1950477648nn@gmail.com