גירוי מוחי עמוק מותאם אישית משפר את ההליכה במחלת פרקינסון

אצל חולי פרקינסון, שינויים ביכולת ההליכה יכולים להיות בולטים מאוד. מה שנקרא "הליכה פרקינסונית" יכולה לכלול שינויים באורך הצעד ואסימטריה בין הרגליים. הפרעות הליכה אלו מפחיתות את ניידות האדם, מגבירות את הסיכון לנפילות ומשפיעות באופן משמעותי על איכות חייו של המטופל.

למרות שגירוי מוחי עמוק בתדירות גבוהה (DBS) יעיל מאוד בהפחתת תסמינים של רעד, נוקשות וברדיקינזיה (איטיות בתנועה), השפעותיו על ההליכה משתנות יותר ופחות ניתנות לחיזוי בחולים עם הפרעות הליכה קשות. האתגרים העיקריים בשיפור תוצאות ה-DBS לטיפול בהפרעות הליכה נותרו היעדר מדד הליכה סטנדרטי לשימוש רופאים בעת התאמת פרמטרי גירוי, כמו גם חוסר הבנה של השפעות גורמי גירוי שונים על ההליכה.

במחקר שנערך לאחרונה, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו (UCSF) פיתחו דרך שיטתית לכמת היבטים מרכזיים של הליכה האופייניים למחלת פרקינסון והשתמשו בטכניקות למידת מכונה כדי לבחור הגדרות DBS אופטימליות עבור כל מטופל. הגדרות מותאמות אישית אלו הובילו לשיפורים משמעותיים בהליכה, כגון צעדים מהירים ויציבים יותר, מבלי להחמיר תסמינים אחרים.

תוצאות המחקר שלהם פורסמו בכתב העת npj Parkinson's Disease.

"ניגשנו למשימת אופטימיזציה של הגדרות ה-DBS כבעיה הנדסית, במטרה לדמות את הקשר בין פרמטרי גירוי, פעילות מוחית וביצועי הליכה", אמר המחבר הראשון חמיד פקרי אזגומי, דוקטור לפוסט-דוקטורט במעבדת וואנג של UCSF.

כיצד לייעל את ביצועי ההליכה

במחקר, הושתלו בחולים עם מחלת פרקינסון מכשירי DBS אשר לא רק גירו את המוח אלא גם תיעדו פעילות עצבית בזמן הליכתם. במהלך ביקורים במרפאה, פרמטרי DBS שונו בטווחים בטוחים כדי לחקור את השפעתם על תפקוד ההליכה. בתגובה לכל סט של הגדרות, החולים הלכו במעגל סגור של כשישה מטרים בעוד שנתונים עצביים וקינמטיקה של הליכה נרשמו באופן רציף.

החוקרים פיתחו את מדד ביצועי ההליכה (WPI), אשר העריך מדדי הליכה כגון אורך צעד, מהירות צעד, משרעת תנופת הזרוע וקוהרנטיות ההליכה. על ידי שילוב מדדים אלה, ה-WPI סיפק הערכה מקיפה של ההליכה, המכסה ממדים מרובים של תפקוד מוטורי המושפע ממחלת פרקינסון.

"התוצאות שלנו אישרו כי שינויים בהגדרות ה-DBS נלכדו ביעילות על ידי ה-WPI והיו עקביים עם הערכות המטופלים והקלינאים בכל ביקור", אמר אזגומי. "אימות זה מאשר כי ה-WPI הוא מדד יעיל להערכת ומיקוד שיפור בהליכה אצל אנשים עם מחלת פרקינסון. באמצעות שיטות אלו, הצלחנו לחזות ולזהות הגדרות DBS מותאמות אישית ששיפרו את ה-WPI."

החוקרים זיהו גם דפוסים של פעילות מוחית הקשורים לשיפור בהליכה. באמצעות מודלים רב-משתנים, המחברים זיהו דינמיקה עצבית ייחודית המבדילה בין הליכה אופטימלית לדפוסים פחות יעילים. הליכה משופרת נקשרה לירידה בפעילות גלי המוח בפס בטא בשלבים ספציפיים של מחזור ההליכה בגלובוס פלידוס, אזור במוח הקשור לאובדן שרירים אצל אנשים עם מחלת פרקינסון.

נתונים אלה, יחד עם סמנים ביולוגיים עצביים אינדיבידואליים שזוהו, מדגישים את החשיבות של התערבויות מותאמות אישית ומונחות נתונים לשיפור ההליכה אצל אנשים עם מחלת פרקינסון.

"עבודה זו לא רק מעמיקה את הבנתנו כיצד DBS משפיע על תנועה, אלא גם מדגימה את הפוטנציאל לנוירומודולציה מותאמת אישית עבור מחלת פרקינסון והפרעות נוירולוגיות אחרות, ומקרבת אותנו לטיפולים חכמים ויעילים יותר", אמרה דוריס וואנג, נוירוכירורגית ופרופסורית חבר לנוירוכירורגיה ב-UCSF, מחברת המחקר הבכירה.