Международная команда исследователей, включая специалистов из Института когнитивных и нейронаук Макса Планка (Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences), обнаружила уникальный электрический паттерн активности мозга, связанный с двигательными нарушениями при болезни Паркинсона. Открытие может привести к более точной настройке терапии глубокой стимуляции мозга (Deep Brain Stimulation, DBS) и открыть путь к «умным» имплантатам, способным адаптироваться к состоянию пациента в реальном времени.
Результаты опубликованы в журнале eBioMedicine.
Ключевые факты
- Болезнь Паркинсона связана с нарушениями ритмов мозга, в частности так называемых бета-волн (~20 Гц).
- Учёные объединили данные более чем 100 пациентов из ведущих европейских центров DBS — самого крупного анализа такого рода.
- Было установлено, что связь между выраженностью симптомов и бета-ритмами существует, но слабее, чем считалось ранее.
- Новый метод анализа позволил различить ритмичную и неритмичную (шумовую) активность нейронов — и именно последняя сильнее коррелировала с тяжестью симптомов.
- Это открытие может привести к созданию адаптивных систем стимуляции мозга, которые включаются только при необходимости.
От разрозненных данных к единому паттерну
Ранее разные исследовательские группы сообщали противоречивые результаты о связи бета-волн с моторными нарушениями. Чтобы разобраться, команда под руководством Вадима Никулина (Vadim Nikulin) и Морицa Герстера (Moritz Gerster) инициировала масштабное сотрудничество между центрами Charité Berlin, Университетом Генриха Гейне в Дюссельдорфе (Heinrich-Heine University Düsseldorf), Университетским колледжем Лондона (University College London) и Оксфордским университетом (University of Oxford).
Учёные объединили независимые наборы данных и применили единые методы обработки сигналов. Выяснилось, что главной причиной расхождений в прежних публикациях был небольшой объём выборок — надёжное выявление закономерностей требовало данных как минимум от 100 пациентов.
Мозг как оркестр: различие между ритмом и шумом
Новый анализ позволил разделить ритмичную активность — упорядоченные осцилляции нейронов — и неритмичную, шумоподобную активность, которая отражает хаотические всплески возбуждения.
«Представьте себе оркестр перед репетицией: одни музыканты уже играют слаженно, создавая ритм, а другие разминаются каждый по-своему, создавая шум, — объясняет Герстер (Moritz Gerster). — Если измерять только общий уровень громкости, можно не заметить разницу».
Когда исследователи учли это различие, стало ясно: именно увеличение шумоподобной активности в поражённом полушарии лучше объясняет выраженность двигательных нарушений.
Новая мишень для «умной» нейростимуляции
При болезни Паркинсона часто страдает одна сторона тела сильнее другой. Используя это свойство, учёные сравнили активность полушарий у каждого пациента, что позволило провести анализ без контрольной группы здоровых людей.
В более поражённой стороне мозга была выявлена повышенная неритмичная активность, вероятно связанная с увеличенной скоростью нейронных импульсов — результат, ранее наблюдавшийся в экспериментах на животных.
Этот «электрический отпечаток» может стать основой для новой генерации адаптивных стимуляторов, которые подают импульсы не постоянно, а только при возникновении патологической активности. Первые такие устройства уже проходят испытания, и теперь учёные намерены проверить, насколько новая сигнатура устойчива в реальных клинических условиях.
Перспективы
Исследование объединяет фундаментальную нейрофизиологию и клиническую практику. Более точное понимание электрических паттернов болезни Паркинсона поможет оптимизировать лечение, уменьшить побочные эффекты стимуляции и, возможно, в будущем индивидуализировать настройку устройств для каждого пациента.
Литература:
Moritz Gerster et al, Beyond beta rhythms: subthalamic aperiodic broadband power scales with Parkinson’s disease severity–a cross-sectional multicentre study, eBioMedicine (2025). DOI: 10.1016/j.ebiom.2025.105988
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики ООО «ВеронаМед» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей.
E-mail для связи – xuslan@yandex.ru;
