Устройство в ее мозге подает электрические импульсы, когда обнаруживает аномальную нейронную активность, связанную с навязчивыми мыслями.
У Эмбер Пирсон с тех пор, как она училась в старшей школе, была тяжелая форма обсессивно-компульсивного расстройства. Она так часто мыла руки, что они становились грубыми и кровоточили. Ее ритуал перед сном легко занимал 45 минут, потому что ей нужно было проверить, закрыты ли все двери и окна, и выключена ли плита. Она так боялась заражения пищевыми продуктами, что не могла есть рядом с другими людьми. Даже в праздники она ела на диване вдали от своей семьи. Терапия и лекарства не помогли.
«Каждое решение, которое я принимала, было основано на моем ОКР. Это всегда было у меня в голове», — говорит Пирсон.
В двадцать с небольшим лет у нее началась эпилепсия. После серьезного припадка, в результате которого она потеряла сознание, ее врачи рассматривали возможность лечения ее глубокой стимуляцией мозга (DBS). Процедура включает в себя хирургическую имплантацию устройства, которое подает электрические импульсы в определенную область мозга. Ученые считают, что DBS работает путем сброса аномальных мозговых цепей, аналогично тому, как кардиостимулятор делает это для сердца.
DBS используется в течение последних трех десятилетий для контроля тремора у людей с болезнью Паркинсона, а в настоящее время исследователи изучают его возможность восстановить движение верхней части тела у людей, перенесших инсульт, и в качестве лечения некоторых психических расстройств. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США разрешает его использование для ОКР в качестве крайней меры. Пирсон задумалась, не поможет ли имплант лечить оба ее состояния, поэтому в 2019 году она перенесла экспериментальную операцию на мозге в Орегонском университете здравоохранения и науки.
В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале Neuron, медицинская команда Пирсон сообщила, что единственный электрод длиной 32 миллиметра, настроенный на обнаружение ее уникальных нейронных сигналов, смог контролировать оба состояния. В отличие от традиционной DBS, которая обеспечивает постоянную стимуляцию, устройство Пирсон является «реактивным»; он подает электрические импульсы только тогда, когда обнаруживает нерегулярные паттерны в ее мозге, связанные с началом припадка или навязчивых мыслей.
Реактивная DBS уже используется для лечения эпилепсии, но медицинская команда Пирсон утверждает, что это первый раз, когда она используется для лечения ОКР, а также для одновременного лечения двух состояний.
«Это довольно замечательно», — говорит Рейчел Дэвис, доцент кафедры психиатрии и нейрохирургии в Медицинской школе Университета Колорадо, которая исследует DBS, но не принимала участия в новом исследовании.
Припадки Пирсон происходили в части мозга, называемой островок, поэтому ее нейрохирург Ахмед Раслен подумал, что он может воздействовать на небольшую область там для лечения ее эпилепсии, а также на вентральное стриатум, которое находится чуть выше и позади глаз. В нем содержится ядро accumbens — область, связанная с мотивацией и действием, включая компульсивные побуждения. «Это область, на которую можно было воздействовать одним и тем же электродом», — говорит Раслен.
Команда использовала устройство, произведенное компанией NeuroPace из Маунтин-Вью, штат Калифорния. Другие электроды, используемые для глубокой стимуляции мозга, только излучают электрические импульсы. Этот также собирает мозговые сигналы и подает электричество только тогда, когда запрограммирован на обнаружение определенного триггера.
Группа использовала устройство, разработанное компанией NeuroPace, расположенной в Маунтин-Вью, штат Калифорния. Другие электроды, используемые для глубокой стимуляции мозга, излучают только электрические импульсы. Этот же также собирает мозговые сигналы и подает электричество только тогда, когда он запрограммирован на обнаружение определенного триггера.
Сначала команда из Орегона использовала устройство, чтобы взять эпилепсию Пирсон под контроль. Затем Рахман обратился к Кейси Халперну, доценту нейрохирургии в Penn Medicine, который изучает прилежащее ядро как цель DBS для психических расстройств. Чтобы запрограммировать стимуляцию для ОКР Пирсон, Халперну и его команде сначала нужно было выяснить, какой нейронный триггер они ищут.
Для этого им нужно было знать, какие нейронные сигнатуры в мозговой активности Пирсон соответствовали ее опыту навязчивых мыслей. Когда она занималась своей обычной жизнью дома, Пирсон проводила магнитом по голове, когда чувствовала навязчивые мысли, а ее имплантированное устройство записывало время каждого события.
Халперн и его коллеги также работали с Пирсон в лаборатории, намеренно подвергая ее воздействию предметов, которые вызывали ее ОКР. Например, поскольку одним из триггеров Пирсон было заражение морепродуктами, команда дала ей морепродукты, чтобы она могла приготовить их, контролируя при этом ее мозговую активность, когда она начинала испытывать беспокойство.
Проанализировав эти записи мозговой активности, Халперн смог определить уникальную нейронную сигнатуру в полосатом теле, которая соответствовала моментам, когда Пирсон чувствовала, что должна действовать в соответствии со своими навязчивыми мыслями. «Мы обнаружили, что низкочастотные колебания усиливаются во время этих моментов», — говорит Халперн. Этот низкочастотный сигнал был одинаковым как в том случае, когда Пирсон испытывала стрессовую ситуацию в лаборатории, так и дома.
Исследователи запрограммировали ее устройство так, чтобы оно подавало стимуляцию только тогда, когда оно обнаруживает этот тип мозговой активности, и только ненадолго. Через несколько секунд или минуту он выключается. Цель, говорит Халперн, восстановить нормальное функционирование аномальных нейронных цепей.
В течение следующих шести-восьми месяцев симптомы ОКР Пирсон значительно уменьшились, и ее мозговая активность реже вызывала стимуляцию. Она рассказала врачам, что раньше иногда тратила по восемь часов в день на выполнение компульсий. Сейчас, по ее оценкам, это занимает около 30 минут. Эффект сохраняется в течение двух лет с момента включения стимуляции.
"Это произошло не сразу. Потребовалось несколько месяцев, чтобы заметить изменения", - говорит она. "Я постепенно начала замечать, что некоторые вещи исчезают из моей рутины. Потом исчезало все больше и больше вещей".
Пирсон не моет руки так часто, и теперь ее костяшки пальцев не кровоточат. Ее вечерний ритуал занимает всего 15 минут. Лучше всего, говорит она, то, что ее отношения с друзьями и семьей стали намного лучше. Она может наслаждаться едой с ними, не испытывая стресса.
"Это подчеркивает, что ОКР - это расстройство мозга, как эпилепсия и болезнь Паркинсона", - говорит Халперн. "Это не расстройство воли. В мозге есть патологический сигнал, который мы видим".
Дэвис говорит, что изначально она скептически относилась к идее о том, что ОКР можно лечить периодическими всплесками стимуляции. "Часто у людей с ОКР есть базовый уровень страха или тревоги", - говорит она. По этой причине она предполагала, что пациентам потребуется постоянная стимуляция для поддержания регуляции мозговых цепей. В ее центре имплантировали традиционные устройства DBS девяти пациентам с ОКР, которые обеспечивают постоянную стимуляцию. Хотя отчет Neuron является всего лишь одним случаем, она считает, что впечатляет то, что симптомы Пирсон так сильно улучшились при такой слабой стимуляции.
Если этот подход окажется успешным у других пациентов, Дэвис видит два потенциальных преимущества персонализированной стимуляции. Во-первых, поскольку электрический ток прерывистый, он будет продлевать срок службы устройства, и пациентам потребуется меньше операций по замене батарей. Во-вторых, DBS может потерять свою эффективность, если он всегда включен; менее частая стимуляция может предотвратить устойчивость к ней. (У пациентов есть некоторый контроль над традиционными системами DBS, поскольку они могут выключать их, например, когда ложатся спать.)
Дин Маккей, профессор психологии в Fordham University, задается вопросом, будет ли нейронный триггер, который был изолирован в случае Пирсон, таким же для других людей с ОКР. "Вопрос в том, можно ли это обобщить на другие случаи", - говорит Маккей. "Мы действительно не знаем, будут ли у других людей похожие нейронные сигнатуры".
Маккей также отмечает, что существуют подтипы ОКР, включая обсессии заражения с компульсиями очищения, обсессии вреда с компульсиями проверки и обсессии симметрии с компульсиями упорядочивания, и вполне возможно, что они могут иметь уникальные нейронные сигнатуры.
DBS не является распространенным методом лечения ОКР. Большинство пациентов могут справиться с помощью терапии или медикаментов. Но для некоторых людей, чья жизнь сильно нарушена этим заболеванием, Халперн говорит, что DBS имеет реальные преимущества.
Для Пирсон это устройство стало спасением жизни. "ОКР управлял моей жизнью", - говорит она. В некоторые дни она не хотела выходить из дома, потому что это означало бы борьбу со всеми ее компульсиями. "Теперь мне не нужно думать об этом".
Она планирует вернуться в школу в следующем году, чтобы стать хирургическим техником. Ее цель, говорит она, - однажды работать с командой, которая вернула ей ее жизнь.