ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВИРОВАННЫХ ТРАКТОВ ОТ СТИМУЛЯЦИИ ГЛУБИННЫХ МОЗГОВЫХ СТРУКТУР ЧЕЛОВЕКА В ОБЛАСТИ БЛЕДНОГО ШАРА ПРИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА И ДИСТОНИИ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 616.858:616.8-009

ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВИРОВАННЫХ ТРАКТОВ ОТ СТИМУЛЯЦИИ ГЛУБИННЫХ МОЗГОВЫХ СТРУКТУР ЧЕЛОВЕКА В ОБЛАСТИ БЛЕДНОГО ШАРА ПРИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА И ДИСТОНИИ

DOI 10.24412/CL-37228-2024-160-162 О. И. Сазонов12, И. З. Джалагония1, А. С. Седов12

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет) 2Институт химической физики имени Н. Н. Семёнова РАН

Аннотация. Определение активированных трактов при стимуляции глубинных мозговых структур (DBS) пациентов с болезнью Паркинсона и дистонии путем нейровизуализации и моделирования активированной зоны стимуляции (VTA) в области бледного шара.

Ключевые слова: стимуляция глубинных мозговых структур, нейро-визуализация, болезнь Паркинсона, дистония.

Глубокая стимуляция головного мозга (DBS) является признанным методом лечения двигательных расстройств, таких как болезнь Паркинсона (БП) и цервикальная дистония [1]. Эта методика заключается в имплантации многоконтактных электродов в области базальных ганглиев и создании препятствия на пути патологического сигнала. Одной из наиболее значимых мишеней для стимуляции при этих заболеваниях является бледный шар (globus pallidus), который состоит из двух сегментов: GPi и GPe [2]. Клинический эффект от данной операции напрямую зависит от расположения электрода и программы стимуляции, однако, несмотря на многочисленные исследования в этой области, все еще отсутствует единое мнение о том, каким образом достигается положительный эффект. Размер клинического улучшения также сильно варьируется от пациента к пациенту. В связи с этим, необходимы групповые исследования, включающие установку электродов и программу стимуляции, которые могут всесторонне помочь в изучении взаимосвязей между местами стимуляции и клиническими исходами.

Известно, что DBS путем активации аксонов может вызывать возбуждение даже в отдаленных от участка стимуляции зонах головного мозга [3]. Это воздействие может быть одной из причин получаемого клинического эффекта. В рамках работы рассматривается зависимость активированных трактов от DBS и зона пересечения области стимуляции (Volume of Tissue Activated, VTA) в мишени GP для пациентов с БП и дистонией.

Анализ проводился путем нейровизуализации структур головного мозга и моделирования стимуляции для каждого пациента по отдельности и в группе. В исследование были включены 6 пациентов с цервикальной дистонией и 5 пациентов с болезнью Паркинсона, которым была показана имплантация DBS-электро-дов компаний Medtronic и Boston Scientific в область GPi, а также их процентное улучшение моторной шкалы UPDRS-III и BFMDRS соответственно. Локализация DBS-электродов, моделирование VTA было проведено путем реконструкции по предоперационным данным МРТ и постоперационной КТ с применением программного обеспечения Lead-DBS (http://www.lead-dbs.org/). Расчет VTA проводился на основе интраоперационных данных программы стимуляции. Для настоящего анализа мы выбрали пути передачи сигнала, которые проходили через VTA и заканчивались в различных областях сенсомоторной коры. Для исследования влияния стимуляции на тракты головного мозга были проведены массово-одномерные Т-тесты для каждого участка нормативного тракта между значениями улучшения от стимуляции и связанной зоной VTA. Затем волокна были помечены цветом по их T-значе-нию. Этот анализ показал скопление волокон, стремящихся в область первичной моторной коры для группы с БП [4], а в случае дистонии возбуждение распространялось в область дополнительной моторной коры и мозжечка.

Список литературы

1. Kupsch A., Benecke R., Müller J., Trottenberg T. Pallidal deep-brain stimulation in primary generalized or segmental dystonia // N. Engl. J. Med. — 2006. — V. 355. — P. 1978-1990.

2. Schuepbach W. M. M. [et al.]. Neurostimulation for Parkinson's disease with early motor complications // N. Engl. J. Med. — 2013. — V. 368. — P. 610-622.

3. Volkman J. [et al.]. Probabilistic mapping of the antidystonic effect of pallidal neurostimulation: a multicentere imaging study // BRAIN. — 2019. — V. 142. — P. 1386-1398.

4. Horn A. [et al.]. Deep brain stimulation: Imaging on a group level // Neurolmage. — 2020. — V. 219.

INVESTIGATION OF ACTIVATED TRACTS

FROM STIMULATION OF DEEP HUMAN BRAIN STRUCTURES IN THE AREA OF THE PALE GLOBE IN PARKINSON'S DISEASE AND DYSTONIA

Abstract. Determination of activated tracts during stimulation of deep brain structures (DBS) in patients with Parkinson's disease and dystonia by neuroimaging and modeling of the activated stimulation zone (VTA) in the area of the pale globe.

Key words: stimulation of deep brain structures, neuroimaging, Parkinson's disease, dystonia.