Sciencemag.cz
Doporučujeme
Transkraniální magnetická stimulace indukuje v mozku proudy, které zvyšují aktivitu neuronů pod cívkou.
V nové neurologické studii brněnské neurovědkyně profesorky Ireny Rektorové a jejích kolegů Ľubomíry Novákové a Martina Gajdoše z vědecko-výzkumného centra CEITEC Masarykova univerzita (MU) vědci zjistili, že kognitivní rychlost lze zvýšit manipulací aktivity hlavní kognitivní sítě pomocí repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS). Jejich objevy, které byly nedávno zveřejněny ve vědeckém časopise Brain Stimulation, potvrzují léčebný potenciál repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS) a mohou být užitečné při léčbě kognitivních potíží, ke kterým dochází u pacientů s Alzheimerovou chorobou.
Rozsáhlé mozkové sítě (LSBN – large-scale brain networks) zahrnují velké množství funkčně propojených mozkových oblastí. Jejich zapojení se jeví jako klíčové pro úspěšné kognitivní fungování. Profesorka Irena Rektorová a její kolegové nedávno potvrdili, že kognitivní funkce lze zdokonalit manipulací aktivity hlavní kognitivní sítě. Vědci použili specifický protokol metody s názvem repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS) a jejich výsledky prokázaly okamžitý účinek, a to už po první a velmi krátké lokální stimulaci. Stimulace se zaměřila na specifickou zadní kortikální oblast a byla detekovatelná v hlubokých strukturách šedé hmoty. Tyto struktury jsou součástí hlavních mozkových center, které provádí vnitřně řízené úkoly, jako je bloumání nebo vzpomínání. Aktivita v těchto regionech je obvykle vypnuta během plnění cíleně řízených úkolů. Protokol repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS) aplikovaný neurovědci aktivitu v tomto regionu ještě více snížil, a vedl tak ke zlepšení kognitivních funkcí u mladých dospělých.
Transkraniální magnetická stimulace (TMS) je neinvazivní metoda, která využívá magnetická pole ke stimulaci nervových buněk v mozku tím, že v něm indukuje proudy, které zvyšují aktivitu neuronů pod cívkou. Tato metoda se používá k potlačení deprese, obvykle v případech, kdy jiná forma léčby nebyla účinná. K magnetické cívce je připojen elektrický pulzní stimulátor. Vědci umístí magnetickou cívku na čelo poblíž oblasti mozku, která reguluje náladu. Během rTMS pacienti sedí, zatímco magnetická cívka je uchycena nad pokožkou hlavy. Stimulátor generuje v cívce měnící se elektrický proud, který indukuje magnetické pole. Toto pole pak způsobí druhotné vyvolání elektrického náboje v mozku. Protože tato metoda zahrnuje opakované pulzy magnetické stimulace, nazývá se také opakovaná (=repetitivní) transkraniální magnetická stimulace nebo zkráceně rTMS. Při této studii vědci aplikovali pouze 600 pulzů po dobu 190 sekund pomocí opakované transkraniální magnetické stimulace. Magnetická cívka byla umístěna v oblasti regulující zrakovou pozornost a jejich experiment ukázal okamžitý výsledek.
„Naše výsledky by mohly být velmi důležité, protože odhalují podstatu neuronálních procesů konkrétního stimulačního protokolu, který jsme vytvořili, a podporují léčebný potenciál metody rTMS. Mozková centra, která byla manipulována naší stimulací jsou vzdálena od místa stimulace a jsou známa tím, že jsou velmi metabolicky aktivní a že se v nich ukládá beta amyloid. A to již před výskytem symptomů Alzheimerovy choroby, až 20 let před nástupem kognitivních symptomů,“ vysvětlila Irena Rektorová, korespondenční autorka studie. Proto je velmi pravděpodobné, že stimulace aktivity těchto mozkových center prostřednictvím několika aplikací rTMS může být užitečná i při léčbě kognitivních potíží, ke kterým dochází u pacientů v důsledku Alzheimerovy choroby. Je možné, že by tato metoda mohla oddálit rozvoj demence u pacientů s kognitivními potížemi. Další výzkum v této oblasti je zcela jistě žádoucí.
Cesta k objevu
K dosažení tohoto závěru výzkumný tým kombinoval neinvazivní techniku stimulace mozku zvanou rTMS s funkčním zobrazením mozku magnetickou rezonancí (fMRI). Vědci zaměřili cívku na konkrétní oblasti mozku pomocí bezrámové stereotaktické cívkové navigace s cílem optimalizovat a individualizovat stimulaci u každého účastníka experimentu. Vyšetření funkčním zobrazováním magnetickou rezonancí bylo provedeno před a bezprostředně po každém stimulačním sezení. Pořadí jednotlivých rTMS sezení s různými stimulačními protokoly a cílenými kortikálními oblastmi bylo randomizováno. Výzkumný tým měl to štěstí, že technologie rTMS, bezrámová stereotaxie a fMRI, jsou součástí vybavení sdílené laboratoře MAFIL vědecko-výzkumného centra CEITEC MU. Tento objev byl také možný díky zapojení 20 zdravých mladých jedinců, kteří se účastnili jako dobrovolníci této výzkumné studie.
Neurovědci z institutu CEITEC MU neustále hledají jednotlivce, kteří by se chtěli podílet na jejich fascinujícím výzkumu o fungování lidského mozku. Účastníci výzkumu mají jedinečnou šanci dozvědět se něco o sobě a svých mozkových funkcích pomocí nejmodernějších bezbolestných technologií, jako je například technologie zobrazování pomocí magnetické rezonance. Více informací pro potenciální dobrovolníky pro výzkum a o sdílené laboratoři MAFIL naleznete ZDE. Zájemci o neurovědní výzkum se mohou zaregistrovat ZDE. Plný text studie najdete ZDE.
Tento výzkum byl podpořen granty AZV 16-31868A, CEITEC 2020 LQ1601 a Czech-BioImaging LM2018129.
