Regulāras fiziskās aktivitātes ilgtermiņā var atjaunot smadzeņu savienojumus Parkinsona slimības gadījumā

Jauns pētījums, kas veikts Ohaio ziemeļaustrumu universitātes slimnīcās un veterānu lietu veselības aprūpes sistēmā (izmantojot Klīvlendas Funkcionālās elektriskās stimulācijas centru (FES)), sniedz norādes: tas parāda, ka ilgtermiņa dinamiskām vingrojumu programmām var būt plašāka atjaunojoša ietekme uz smadzeņu signāliem Parkinsona slimības pacientiem nekā iepriekš domāts.

Pētnieki izmantoja ierakstus no dalībnieku dziļās smadzeņu stimulācijas (DBS) ierīcēm, lai novērtētu, kā ilgtermiņa vingrojumu programmas varētu "atjaunot" Parkinsona slimības bojātos savienojumus.

Atšķirībā no iepriekšējiem pētījumiem, šī pētījuma mērķis bija atšifrēt smadzeņu izmaiņas, kas saistītas ar motorisko simptomu mazināšanos, izmantojot otrās paaudzes DBS ierīces un ilgtermiņa dinamiskās riteņbraukšanas programmu pacientiem ar Parkinsona slimību.

Sīkāka informācija par pētījumu ir publicēta žurnālā "Klīniskā neirofizioloģija".

Pilotpētījumu vadīja neirologs Aasefs Šeiks, MD, PhD, no UH&VA, kurš ir arī Universitātes slimnīcu pētniecības viceprezidents, neiroloģijas profesors un Klīvlendas FES centra medicīnas direktora vietnieks.

Raksta vadošā autore Prajakta Džoši ir biomedicīnas inženierijas doktorante Šeiha laboratorijā Klīvlendas Universitātes slimnīcās un FES centrā Luisa Stoksa VA medicīnas centrā Klīvlendā.

“Mēs daudzus gadus esam pierādījuši, ka dinamiskā riteņbraukšanas apmācība ir noderīga trīces ārstēšanai Parkinsona slimības gadījumā,” sacīja Dr. Šeiks. “Jaunajā pētījumā tiek pievienota dziļas smadzeņu stimulācijas izmantošana un pastāvīga vingrojumu programma, lai vizualizētu, kā ilgstoša apmācība var pārveidot neironu savienojumus smadzenēs.”

Vēl viens unikāls un svarīgs pētījuma elements, piebilda Dr. Šeiks, bija sadarbība starp abām medicīnas sistēmām, kas ļāva piesaistīt plašāku dalībnieku loku.

Dalībniekiem ar Parkinsona slimību, tostarp militārajiem veterāniem, tika lūgts četru nedēļu laikā veikt 12 dinamiskās riteņbraukšanas treniņu sesijas. Visiem dalībniekiem iepriekš bija implantētas dziļās smadzeņu stimulācijas ierīces motorisko simptomu ārstēšanai, vienlaikus mērot smadzeņu signāli zonā, kur tika novietoti elektrodi.

Vēl viens svarīgs pētījuma aspekts bija adaptīvā riteņbraukšanas programma. Šī tehnoloģija ļauj velotrenažierim “iemācīties”, kā pacients min pedāļus.

Piemēram, skatoties spēles ekrānu, riteņbraucējiem tika lūgts mīt pedāļus ar ātrumu 80 apgr./min un uzturēt šo ātrumu apmēram 30 minūtes. Pedāļu intensitāte ekrānā tika attēlota kā balons, kas bija jātur virs ūdens, bet noteikto parametru robežās.

Taču ierīces pielāgojamība lika dalībniekiem minēt, cik daudz pūļu jāpieliek. Velosipēda motors palīdzēja viņiem sasniegt 80 apgr./min, bet arī palielināja un samazināja pretestību atkarībā no piepūles. Pētnieki uzskata, ka šis "stumšanas un vilkšanas" mehānisms ir īpaši noderīgs Parkinsona slimības simptomu ārstēšanā.

Kentas štata universitātes doktorante Lara Šigo, pētījuma līdzautore, norāda, ka 80 apgr./min ir ātrāk nekā cilvēks parasti mītu pedāļus, taču viņa saka, ka šis ātrums neizraisa nogurumu, jo motors palīdz uzturēt šo ātrumu.

Iespaidīgi rezultāti

Smadzeņu signālu ieraksti tika veikti no implantētiem DBS elektrodiem pirms un pēc katras sesijas.

"Mūsu mērķis bija izprast fiziskās slodzes tūlītējo un ilgtermiņa ietekmi uz smadzeņu zonu, kur tika implantēti elektrodi, un tieši tur rodas Parkinsona slimības patoloģija," sacīja Dr. Šeiks.

Pētnieki neatrada tūlītējas izmaiņas smadzeņu signālos, bet pēc 12 sesijām viņi novēroja izmērāmas izmaiņas signālos, kas ir atbildīgi par motoro kontroli un kustību.

Džoši un viņa komanda atzīmēja: “Lai gan pašreizējās DBS sistēmas sniedz jaunu ieskatu smadzeņu darbībā, tās aprobežojas ar signālu reģistrēšanu tikai no vietām, kur ir novietoti elektrodi. Citi smadzeņu reģioni, kas varētu arī veicināt šo procesu, joprojām nav atklāti.”

Galvenā atziņa, skaidro Džoši: “Iespējams, ir iesaistīta plašāka nervu ķēde. Fiziskās aktivitātes var ietekmēt vairākus augšupejošus un lejupejošus ceļus, un ir iespējams, ka mēs izraisām izmaiņas tīkla līmenī, kas veicina motorisko simptomu uzlabošanos.”

Džoši piebilst, ka papildu pētījumi varētu sniegt vairāk atbilžu: “Labā ziņa ir tā, ka mūsu nākamie pētījumi varētu mūs tuvināt revolucionārām un personalizētām Parkinsona slimības ārstēšanas metodēm.”