Pacienti s Parkinsonovou chorobou trpí tremorem. Ten vzniká úbytkem dopaminu, který funguje jako neurotransmiter, a porušením rovnováhy elektrických nábojů. Proto se elektrický signál v mozku nešíří tak, jak by správně měl, a u pacientů dochází ke zmíněnému nekontrolovatelnému třesu a dalším zdravotním komplikacím.
„Snažíme se o nalezení průlomové technologie, v níž hrají významnou roli miniaturní grafenové elektrody, které se robotickou implantační cestou zavedou pacientovi do thalamu a potom na povrch mozkové tkáně. Tato metoda je minimálně invazivní,“ vysvětluje spoluřešitelka projektu Minigraph EIC Pathfinder Mgr. Kateřina Poláková, Ph.D., z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) při Univerzitě Palackého v Olomouci.
Právě šetrnost by měla být největší výhodou nové generace implantátů, které dokážou pomocí flexibilní elektroniky s takzvanou uzavřenou smyčkou jemně stimulovat nervovou aktivitu mozku a tím přispět k léčbě a kvalitě života pacientů s „Parkinsonem“ a některými dalšími neurologickými onemocněními.
Neurostimulátory používané v současnosti fungují na bázi kovových metalických implantátů, které jsou poměrně velké. S tím souvisí několik nevýhod: nízká reprodukovatelnost, nízká citlivost, poměrně vysoká invazivnost během implantace neurostimulátoru a jeho přijetí tělem pacienta. V případě, že má pacient s neurostimulátorem nějaký problém, což je dost často, je nutné ho operovat a zařízení odstranit. Další nevýhoda tohoto typu implantátů spočívá v tom, že nezaznamenávají signál v mozku, ale pouze stimulují jeho nervovou aktivitu. „To znamená, že teprve na základě pacientových reakcí se případně nějakým způsobem ovlivňuje elektrický signál, který se pouští do mozku,“ doplňuje výzkumnice.
Nová generace neurostimulátorů by měla všechny tyto problémy odstranit. Nebude to ovšem hned, zmíněný projekt by měl konečné výsledky přinést na podzim příštího roku, tedy po třech letech vědecké práce. Jejím výsledkem má být prototyp, který zamíří na komerční trh, aby se nová technologie dostala do praxe.
Různé aspekty Parkinsonovy choroby se snaží rozklíčovat i další výzkumníci. Například tým doc. Ing. Jana Rusze, Ph.D., z Fakulty elektrotechnické ČVUT zjistil, že pomocí analýzy jazyka a řeči je možné predikovat rozvoj této nemoci již 3 roky před klinickou diagnózou, a dokonce i to, zda se u pacienta tato choroba rozvine s demencí, nebo bez ní.
„Automatizovaná lingvistická analýza krátké spontánní řeči funguje na principu přepisu zvukových nahrávek řeči do psaného textu a následně pomocí moderních metod umělé inteligence analyzuje struktury vět, slov a frází tak, aby bylo možné porozumět kontextu a významu. V budoucnu by se pak mohla spontánní řeč analyzovat přímo během hovorů v chytrých telefonech, což by přesnost ještě zlepšilo,“ popisuje docent Rusz, jehož tým na projektu spolupracuje již více než 7 let s italskými, francouzskými, rakouskými, německými, americkými a kanadskými kolegy. Společně publikovali článek v prestižním časopisu Annals of Neurology.
Výborných výsledků dosáhli lékaři z Neurologické kliniky 1. LF UK a VFN v Praze a Oddělení stereotaktické a radiační neurochirurgie Nemocnice Na Homolce. Poprvé v Česku totiž implantovali 62leté pacientce s Parkinsonovou chorobou na zcela nové místo v mozku stimulační elektrodu metodou hluboké mozkové stimulace a tím jí v mozku vypnuli těžký třes horní končetiny. O tomto zákroku na videu hovoří i sama pacientka.
(eve)
Zdroje:
1. Poláková K. Minigraph – Nová generace neurostimulátorů na bázi grafenu pro cílenou, citlivou a bezpečnou léčbu poruch mozku se zaměřením na Parkinsonovu chorobu. 25 ročník festivalu Týden mozku. Praha, 15. 3. 2024.
2. Minimally invasive neuromodulation implant and implantation procedure based on ground-breaking GRAPHene technology for treating brain disorders. Minigraph Project. Dostupné na: https://minigraph-project.eu
3. Rusz J., Hlavnička J., Novotný M. et al. Speech biomarkers in rapid eye movement sleep behavior disorder and Parkinson disease. Ann Neurol 2021; 90 (1): 62–75, doi: 10.1002/ana.26085.
4. Zákrok v mozku zbavil pacientku třesu rukou. VFN, Praha, 2. 4. 2024. Dostupné na: www.vfn.cz/aktuality/zakrok-v-mozku-zbavil-pacientku-tresu-rukou
