Ученые из медицинского центра Маунт-Синай (Mount Sinai) в Нью-Йорке выявили три пучка нервных волокон белого вещества головного мозга, стимуляция которых связана со стойким клиническим улучшением у пациентов с фармакорезистентной депрессией.
Открытие основано на глубокой стимуляции мозга (DBS) — экспериментальном методе, при котором в мозг хирургическим путем имплантируют электроды, подающие электрические импульсы на нервную ткань. Цель метода — воздействие на конкретные нейронные цепи мозга.
Глубокая стимуляция мозга связана со стойким улучшением симптомов у части пациентов с резистентной депрессией, однако результаты лечения различаются, и часто при этом состоянии симптомы депрессии не улучшаются в достаточной степени, несмотря на адекватно проведенное стандартное лечение.
Одной из главных проблем при использовании глубокой стимуляции является определение того, стимуляция каких именно нервных путей мозга необходима для получения желаемого результата. Электрическое поле действует не только на ткань, находящуюся непосредственно вокруг электрода, — его воздействие распространяется и на те нервные волокна, которые попадают в зону стимуляции.
Три нервных пути
Ученые проанализировали данные 131 пациента из трех независимых групп, которым ранее уже проводилась глубокая стимуляция субкаллозной области (subcallosal cingulate, SCC). Данная область расположена на внутренней поверхности полушарий головного мозга, непосредственно под передне-нижней частью мозолистого тела; она относится к лимбической системе и играет ключевую роль в регуляции эмоций, настроения и поведенческих реакций на стресс.
Исследователи сопоставили модели электрических полей, создаваемых электродами, с картами нервных связей мозга и выявили три пути белого вещества, стимуляция которых была связана со стойким клиническим улучшением:
Пучок поясной извилины (cingulum bundle) — соединяет различные отделы мозга, включая структуры лимбической (эмоциональной) системы и области коры, и участвует в регуляции эмоций, внимания, мотивации и настроения;
Малые щипцы мозолистого тела (forceps minor) — соединяют соответствующие области правой и левой лобных долей мозга и способствуют обмену информацией между ними. Эти связи участвуют в когнитивных процессах, в том числе в регуляции мышления и поведения;
Медиальный крючковидный пучок и вентральный амигдалофугальный путь, выходящий из миндалевидного тела (амигдалы) (medial uncinate fasciculus / ventral amygdalofugal pathway) — нервные пути, участвующие в связях между миндалевидным телом и областями лобной доли, таламуса и гипоталамуса. Эти связи задействованы в обработке эмоций, включая реакции, связанные со страхом и стрессом.
Как стимуляция влияет на нервные пути мозга?
Белое вещество мозга состоит преимущественно из пучков длинных отростков нервных клеток (аксонов). Большая часть этих волокон покрыта миелиновой оболочкой, что способствует быстрой передаче нервных импульсов. Они соединяют между собой различные отделы мозга, а структурный коннектом представляет собой карту этих анатомических связей.
Для оценки эффективности лечения исследователи опирались на клинический ответ, под которым понималось уменьшение симптомов минимум на 50% по стандартной шкале оценки депрессии (HAM-D17).
Исследование показало, что у пациентов, у которых электрическая стимуляция охватывала все три указанных нервных пути, при длительном наблюдении отмечалось стойкое клиническое улучшение.
Кроме того, выявилось значительное различие между пациентами, ответившими и не ответившими на лечение: у пациентов, для которых лечение оказалось неэффективным, электрическая стимуляция недостаточно охватывала левый пучок поясной извилины и медиальный крючковидный пучок.
Это открытие объясняет, почему результаты лечения могут различаться даже тогда, когда электроды помещены в аналогичные анатомические области мозга: наряду с расположением электрода решающее значение имеет и то, достигает ли создаваемое им электрическое поле необходимых для лечения нервных волокон.
Персонализированный подход к лечению
Результаты подтверждают целесообразность использования индивидуальной карты структурных связей мозга при планировании лечения, а не опоры только на общие анатомические ориентиры, чтобы точнее планировать стимуляцию целевых нервных путей при размещении электродов.
Ограничения исследования и будущие перспективы
Важно отметить, что глубокая стимуляция мозга для лечения депрессии все еще остается экспериментальным методом и не является утвержденным стандартным лечением.
В исследовании не проверялось, улучшило ли бы смещение электродов состояние тех пациентов, у которых стимуляция не достигала нужного нервного пути. Соответственно, результаты указывают на наблюдаемую связь между стимуляцией и клиническим улучшением, но не подтверждают, что задействования только этих путей достаточно для получения желаемого результата — на эффект лечения могут влиять и другие факторы.
Исследование имело и определенное ограничение: индивидуальные снимки мозга (диффузионная МРТ) некоторых пациентов были недоступны, из-за чего ученым при анализе пришлось использовать общие, стандартные карты структурных нейронных связей. Однако у пациентов, чьи данные индивидуального сканирования были доступны, использование индивидуальных и общих карт показало аналогичные результаты.
Результаты исследования показывают, что для эффективности лечения важна стимуляция конкретных нервных путей мозга. Будущие исследования должны оценить, как данные об индивидуальных структурных и функциональных связях мозга могут быть использованы для уточнения отбора пациентов, размещения электродов и параметров стимуляции.
