Стимуляция вагусного нерва повышает пластичность мозга

Новое лечение может помочь восстановить функцию для жертв инсульта.

Вагусный нерв проиллюстрирован желтым цветом.

Источник: Себастьян Каулицки / Shutterstock

Вагус-стимуляция нерва (VNS) повышает целевую нейропластичность, помогая мозгу укреплять нервные связи после инсульта, согласно новаторским исследованиям из Техасского университета в Далласе. Используя модель для животных, исследователи впервые продемонстрировали, что спаривание VNS с задачей физической терапии ускоряет восстановление моторных навыков.

• Как вы рискуете стать одиноким?
• Люди: Проводные для Touch
• Хотите помочь детям-беженцам? Поддержите своих родителей.
• Обязательно ли прощение? Что делать, если вы не можете «преодолеть это»?
• Нужны ли мужчины «BFF» или «Лучший друг навсегда»?

Исследователи опубликовали свои выводы: «Стимуляция нервов вагуса повышает стабильность и гибкость восстановления инсульта», – говорится в журнале Stroke . В настоящее время в 18 исследовательских центрах США и Великобритании проводится клиническое исследование человека по одному и тому же методу «Pivotal Study of VNS во время реабилитации после инсульта (VNS-REHAB)». Цель исследования – оценить эффективность парной стимуляции блуждающего нерва, помогая пациентам быстрее восстанавливать двигательные навыки.

Что такое стимуляция нервов вагуса?

Источник: Alila Medical Media / Shutterstock

• Знаменитости, гражданские лица и депрессия
• Физическая активность улучшает эректильную функцию
• Равнодушные? 4 Источники, 5 решений
• Интимное расстройство
• Оставив без прощания

Стимуляция блуждающего нерва осуществляется через небольшое хирургическое имплантированное устройство, которое использует электрические импульсы различной интенсивности и ширины импульса для активации блуждающего нерва. Электрическая стимуляция блуждающего нерва с использованием VNS является одобренным FDA методом лечения лекарственно-устойчивой эпилепсии и устойчивой к лечению депрессии. Недавнее исследование с подтверждением концепции человека также показало, что VNS является жизнеспособным средством для воспалительных заболеваний суставов, таких как ревматоидный артрит.

Внезапная потеря кровотока после инсульта приводит к смерти нейронов в любой области поражения мозга, поражающей удар, что устраняет связи с другими нервными клетками. Потеря моторных навыков в руке или ноге после инсульта вызвана потерей связи между нервными клетками в конечностях с соответствующими двигательными областями мозга.

Используя модель для животных, исследователи UT Dallas обнаружили, что кратковременные всплески VNS усиливают коммуникационные пути путем создания более сильных клеточных связей в мозге после инсульта. Фактически, их результаты показывают, что связь VNS с целенаправленной терапией лечения значительно повышает пользу реабилитационной тренировки после инсульта. И в исследованиях на животных эти улучшения продолжались в течение нескольких месяцев после завершения целевой терапии VNS.

Как авторы этого исследования во главе с Эриком Мейерсом объясняют: «Это исследование дает первые доказательства того, что VNS в сочетании с реабилитационной подготовкой после инсульта (1) удваивает длительное выздоровление по сложной задаче, включающей сужение передних конечностей, (2) удваивает восстановление по простой моторной задаче, которая не была сопряжена с VNS, и (3) усиливает структурную пластичность в моторных сетях ».

Майкл Килгард, заместитель директора Центра биомедицинских устройств Техаса и профессор кафедры нейронауки в Школе поведенческих и мозговых наук в UT Dallas, был старшим соавтором этого исследования. Килгард является главным исследователем в лаборатории UTD Cortical Plasticity. Его команда также включает в себя Сета Хейса, постдокторского исследователя в Школе поведенческих и мозговых наук в UT Dallas, который специализируется на целевой пластической терапии для облегчения двигательной дисфункции.

«Наш эксперимент был спроектирован так, чтобы задать этот новый вопрос:« После инсульта вам нужно реабилитировать каждое действие », – сказал Килгард в своем заявлении. «Если VNS помогает вам, помогает ли это только в точном движении или функции, которую вы спариваете с помощью стимуляции? Мы обнаружили, что он также улучшает аналогичные двигательные навыки, а также что эти результаты были получены через несколько месяцев после завершения VNS-парной терапии ».

Исследователи UT Dallas с оптимизмом смотрят, что их последние исследования по стимулированию стимуляции блуждающего нерва являются решающим шагом на пути к созданию руководящих принципов стандартизированного использования VNS во время послеоперационной терапии у людей. «Мы давно предположили, что VNS создает новые связи в мозге, но ничего не было известно наверняка», – сказал Хейс в своем заявлении. «Это первое доказательство того, что мы приводим изменения в мозге у животных после черепно-мозговой травмы. Это большой шаг вперед в понимании того, как работает терапия – эта реорганизация, которую мы предсказывали, будет лежать в основе преимуществ VNS ».

Другое недавнее исследование UT Dallas показало, что умеренная интенсивность стимуляции блуждающего нерва оптимизировала эффекты нейропластичности и усиливающие память эффекты VNS более эффективно, чем стимуляция низкой или высокой интенсивности. Примечательно, что исследователи отметили, что оптимальная ширина импульса и интенсивность тока были отмечены «инвертированным-U» образцом, в котором слишком много или слишком мало VNS было менее эффективным, чем сладковатое пятно «Goldilocks» с умеренной интенсивностью, которое было в самый раз. Эти результаты в 2017 году были опубликованы в журнале « Стимуляция мозга» .

Сопряженная стимуляция нервов вагуса предлагает новую надежду на реабилитацию инсульта

В 2017 году создатели устройства стимуляции блуждающего нерва запустили рандомизированное двойное слепое клиническое исследование реабилитации VNS для пациентов после цереброваскулярного инсульта. В настоящее время это исследование будет включать до 120 субъектов в 18 клинических отделениях в США и Великобритании. Предполагаемая дата заключения предварительных исследований для этого клинического испытания – 30 июня 2019 года.

Государственный университет штата Огайо является одним из учреждений, участвующих в парном клиническом исследовании VNS. Марси Бокбейдер из Медицинского центра Wexner в OSU является их главным исследователем для испытания.

В недавнем пресс-релизе Бокбэдердер сказал: «Эта стимуляция нервов похожа на включение переключателя, что делает мозг пациента более восприимчивым к терапии. Цель состоит в том, чтобы увидеть, можем ли мы улучшить двигательное восстановление у людей, у которых есть то, что, по сути, имплантируется в организм кардиостимулятора мозга. Идея состоит в том, чтобы объединить этот мозговой ритм с нормальной реабилитацией и посмотреть, смогут ли пациенты, прошедшие все другие обычные методы лечения после инсульта, еще лучше ».

Ниже представлен видеоролик о Марке Бокбрайдер и коллегах в их спаренной терапевтической лаборатории VNS вместе с пациентом, описывающим процесс реабилитации инсульта:

Для этого клинического испытания каждый участник исследования получает три одночасовых сеанса интенсивной физиотерапии в неделю в общей сложности шесть недель. Цель состоит в том, чтобы улучшить функцию управления двигателем. Половина группы, участвовавшей в этом клиническом испытании, имела хирургическое имплантационное устройство для стимуляции блуждающего нерва; другая половина будет служить контрольной группой.

Во время каждой сеанса реабилитационной терапии, когда пациент правильно выполняет специфическое моторное умение, терапевт нажимает кнопку, чтобы вызвать оптимальную ширину импульса и интенсивность тока стимуляции блуждающего нерва. Гипотеза состоит в том, что если четкие и точные движения положительно подкрепляются кратким всплеском VNS во время процесса обучения проб и ошибок, эти действия быстрее «закручиваются» в мозг.

«Мы пытаемся понять, можно ли использовать этот нейростимулятор для повышения эффективности терапии, создавая своего рода« наддувную терапию ». Мы хотим определить, смогут ли пациенты быстрее восстанавливаться с помощью этой стимуляции », – заключил Бокбейдер.

Рекомендации

Эрик К. Мейерс, Блейда Р. Солорцано, Джастин Джеймс, Патрик Д. Ганцер, Элейн С. Лай, Роберт Л. Реннакер, Майкл П. Килгард, Сет А. Хейс. «Стимуляция блуждающего нерва повышает стабильную пластичность и обобщение восстановления инсульта». Инсульт (впервые опубликован онлайн: 25 января 2018 года) DOI: 10.1161 / STROKEAHA.117.019202

Кристофер В. Лервальд, Майкл С. Борланд, Роберт Л. Реннакер II, Сет А. Хейс, Майкл П. Килгард. «Взаимодействие ширины импульса и текущей интенсивности на протяженность кортикальной пластичности, вызванной стимуляцией блуждающего нерва». Стимуляция мозга (впервые опубликовано в сети: 15 ноября 2017 г.) DOI: 10.1016 / j.brs.2017.11.007