การกระตุ้นสมองส่วนลึกที่เหมาะสมช่วยปรับปรุงการเดินในโรคพาร์กินสัน

ในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน ความสามารถในการเดินอาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างเห็นได้ชัด ภาวะที่เรียกว่า "การเดินแบบพาร์กินสัน" อาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงของความยาวก้าวและความไม่สมมาตรระหว่างขา ความผิดปกติในการเดินเหล่านี้ทำให้การเคลื่อนไหวของผู้ป่วยลดลง เพิ่มความเสี่ยงต่อการหกล้ม และส่งผลกระทบต่อคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยอย่างมาก

แม้ว่าการกระตุ้นสมองส่วนลึกด้วยความถี่สูง (DBS) จะมีประสิทธิภาพสูงในการลดอาการสั่น เกร็ง และเคลื่อนไหวช้า (bradykinesia) แต่ผลกระทบต่อการเดินนั้นมีความแปรปรวนมากกว่าและคาดเดาได้ยากในผู้ป่วยที่มีความผิดปกติทางการเดินที่รุนแรง ความท้าทายหลักในการปรับปรุงผลลัพธ์ของ DBS สำหรับการรักษาความผิดปกติทางการเดินยังคงขาดตัวชี้วัดการเดินที่เป็นมาตรฐานสำหรับแพทย์ในการปรับพารามิเตอร์การกระตุ้น รวมถึงการขาดความเข้าใจเกี่ยวกับผลกระทบของปัจจัยกระตุ้นต่างๆ ต่อการเดิน

ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก (UCSF) ได้พัฒนาวิธีการเชิงระบบเพื่อวัดลักษณะสำคัญของลักษณะการเดินของโรคพาร์กินสัน และใช้เทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อเลือกการตั้งค่า DBS ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย การตั้งค่าส่วนบุคคลเหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญในการเดิน เช่น การก้าวที่เร็วขึ้นและมั่นคงขึ้น โดยไม่ทำให้อาการอื่นๆ แย่ลง

ผลการศึกษาของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารnpj Parkinson's Disease

“เราเข้าหาภารกิจของการปรับปรุงการตั้งค่า DBS ให้เหมาะสมในฐานะปัญหาทางวิศวกรรม โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างแบบจำลองความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์การกระตุ้น กิจกรรมของสมอง และประสิทธิภาพการเดิน” Hamid Fekri Azghomi, PhD ผู้เขียนคนแรกซึ่งเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกใน UCSF Wang Lab กล่าว

วิธีเพิ่มประสิทธิภาพการเดิน

ในการศึกษานี้ ผู้ป่วยโรคพาร์กินสันได้รับการฝังอุปกรณ์ DBS ซึ่งไม่เพียงแต่กระตุ้นสมองเท่านั้น แต่ยังบันทึกกิจกรรมของระบบประสาทขณะเดินด้วย ในระหว่างการเข้ารับการตรวจที่คลินิก พารามิเตอร์ของ DBS จะถูกปรับเปลี่ยนให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยเพื่อศึกษาผลกระทบต่อการทำงานของการเดิน ในการตอบสนองต่อการตั้งค่าแต่ละชุด ผู้ป่วยจะเดินเป็นวงจรปิดประมาณหกเมตร พร้อมกับบันทึกข้อมูลระบบประสาทและจลนศาสตร์ของการเดินอย่างต่อเนื่อง

นักวิจัยได้พัฒนาดัชนีสมรรถภาพการเดิน (Walking Performance Index: WPI) ซึ่งประเมินค่าต่างๆ ของการเดิน เช่น ความยาวก้าว ความเร็วก้าว แอมพลิจูดการแกว่งแขน และความสัมพันธ์ของการเดิน การรวมค่าเหล่านี้เข้าด้วยกันทำให้ WPI สามารถประเมินการเดินได้อย่างครอบคลุม ครอบคลุมหลายมิติของการทำงานของระบบกล้ามเนื้อที่ได้รับผลกระทบจากโรคพาร์กินสัน

“ผลการศึกษาของเรายืนยันว่า WPI สามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงในการตั้งค่า DBS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสอดคล้องกับการประเมินของผู้ป่วยและแพทย์ในแต่ละครั้ง” Azgomi กล่าว “การตรวจสอบนี้ยืนยันว่า WPI เป็นตัวชี้วัดที่มีประสิทธิภาพในการประเมินและกำหนดเป้าหมายการพัฒนาการเดินในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน ด้วยวิธีการเหล่านี้ เราจึงสามารถคาดการณ์และระบุการตั้งค่า DBS ส่วนบุคคลที่ช่วยปรับปรุง WPI ได้”

นักวิจัยยังระบุรูปแบบกิจกรรมของสมองที่เกี่ยวข้องกับการเดินที่ดีขึ้น โดยใช้แบบจำลองหลายตัวแปร ผู้เขียนได้ระบุพลวัตของระบบประสาทที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งแยกแยะรูปแบบการเดินที่ดีที่สุดออกจากรูปแบบการเดินที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า การเดินที่ดีขึ้นสัมพันธ์กับกิจกรรมคลื่นสมองแถบเบต้าที่ลดลงในช่วงเฉพาะของวงจรการเดินในกลอบัส พาลลิดัส ซึ่งเป็นบริเวณสมองที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียกล้ามเนื้อในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน

ข้อมูลเหล่านี้ รวมถึงไบโอมาร์กเกอร์ทางระบบประสาทแต่ละรายการที่ระบุไว้ เน้นย้ำถึงความสำคัญของการแทรกแซงตามข้อมูลแบบเฉพาะบุคคลเพื่อปรับปรุงการเดินในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน

“งานนี้ไม่เพียงแต่ทำให้เราเข้าใจลึกซึ้งยิ่งขึ้นว่า DBS มีอิทธิพลต่อการเคลื่อนไหวอย่างไร แต่ยังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการปรับเปลี่ยนระบบประสาทเฉพาะบุคคลสำหรับโรคพาร์กินสันและความผิดปกติทางระบบประสาทอื่นๆ อีกด้วย ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใกล้การบำบัดที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น” ดร. Doris Wang ศัลยแพทย์ระบบประสาทและรองศาสตราจารย์ด้านศัลยกรรมระบบประสาทที่ UCSF ซึ่งเป็นผู้เขียนอาวุโสของการศึกษากล่าว