سیگنالی پنهان در عمق مغز می‌تواند علائم پارکینسون را ردیابی کند

جست‌وجویی برای یافتن نشانه‌های بیماری پارکینسون در میان «هیس»‌های نویز مغز انسان، معیارهایی از کنترل حرکتی را آشکار کرده است که شاید روزی بتوانند به تنظیم دقیق درمان‌های مبتنی بر تحریک عصبی کمک کنند.

به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert؛  به رهبری مؤسسه‌ی ماکس پلانک علوم شناختی و مغز انسان در آلمان، گروهی بین‌المللی از دانشمندان پنج مجموعه داده‌ی الکتروفیزیولوژیکی را که از اعماق مغز ۱۱۹ بیمار مبتلا به پارکینسون به‌دست آمده بود، با یکدیگر ترکیب کردند.

با مقایسه‌ی فعالیت امواج مغزی خاص با شدت علائم حرکتی هر بیمار، پژوهشگران توانستند الگوهایی را شناسایی کنند که با تأثیر این بیماری بر حرکات بدن، هم‌بستگی قابل‌اعتمادی داشتند.

فروپاشی در مرکز فرمان حرکتی مغز

بیماری پارکینسون در اساس، ناشی از اختلال در عملکرد بخشی از مغز به نام گانگلیون‌های قاعده‌ای (basal ganglia) است. این بخش مسئول پالایش اطلاعاتی است که برای حفظ دقت و پایداری حرکات بدن لازم است.
زمانی که این سیستم از کار می‌افتد، نتیجه حرکاتی کند، خشک و لرزان خواهد بود.

از نظر نظری، تغییر در عملکرد گانگلیون‌های قاعده‌ای باید در فعالیت الکتریکی آن‌ها دیده شود: به شکل افزایش عمومی در نوسان‌های با فرکانس متوسط تا بالا که به‌نام امواج بتا (β) شناخته می‌شوند، و همچنین افزایش در سیگنال‌های اسپایک یا تپش‌های عصبی.

شنیدن ریتم در میان نویز مغز

مطالعات پیشین بارها فعالیت امواج بتا را از طریق الکترودهایی که در عمق مغز بیماران کار گذاشته شده بود (به‌منظور درمان)، ثبت کرده بودند.
اگرچه مشخص بود شدت این امواج با شدت علائم بیماری تغییر می‌کند، اما روش‌های تفسیر این داده‌ها چندان دقیق و رضایت‌بخش نبود.

تنوع زیاد بیماران، ترکیب گوناگون علائم، و نبود گروه‌های کنترل سالم، مقایسه‌ی الگوهای فعالیت مغزی در حالت بیمار و سالم را دشوار می‌کرد.

اما در این پژوهش تازه، دانشمندان با تجمیع چندین مجموعه‌داده و مقایسه‌ی فعالیت‌های مشابه بین دو نیمکره‌ی مغز (در بخش‌هایی که گانگلیون‌های قاعده‌ای کم‌وبیش درگیر بودند)، توانستند به‌گونه‌ای «به درون همهمه‌ی مغز گوش دهند» و هماهنگی‌های پنهان در میان آن سر و صدا را آشکار کنند.

مغز، تالار کنسرتی پر از صدا

«می‌توانید مغز را مانند تالاری پر از موسیقی‌دانان قبل از تمرین تصور کنید»،
می‌گوید دکتر موریس گِرستر، عصب‌شناس و نویسنده‌ی اصلی مقاله.

«برخی گروه‌ها با هم می‌نوازند و ریتمی مشخص پدید می‌آورند، در حالی‌که دیگران جداگانه تمرین می‌کنند و در یک نویز بی‌ریتم غرق می‌شوند. اگر فقط بلندی صدا را بسنجید، این تفاوت ظریف را از دست می‌دهید.»

کاربرد در درمان‌های تحریک عمیق مغز

شناسایی دقیق این ریتم‌ها در گانگلیون‌های قاعده‌ای می‌تواند در آینده نقشی ارزشمند در درمان‌های مبتنی بر تحریک عمیق مغز (DBS) داشته باشد.
این روش‌ها می‌توانند با پاسخ پویا به تغییر ریتم‌های مغزی، بخشی از کنترل حرکتی را به بیماران پارکینسون بازگردانند — درست مانند رهبر ارکستری که اکنون می‌داند دقیقاً باید به کدام صدا گوش کند.

نتایج این پژوهش در نشریه‌ی eBioMedicine منتشر شده است.