Aktivering af et specifikt område i midthjernen kan sætte gangen i gang. Derfor har man tidligere forsøgt sig med at behandle gangproblemer hos mennesker med Parkinsons via såkaldt Deep Brain Stimulation. Desværre med varierende held. Et nyt studie udført på mus peger nu på vigtigheden af præcisionsstimulering. Hvor stimulering i den ene del af hjerneområdet giver en markant forbedring af gangen, har stimulering i et nærliggende område den helt modsatte effekt. Forskerne mener, at resultaterne kan danne basis for nye forsøg på at bruge Deep Brain Stimulation til at forbedre Parkinson-ramtes gang.
Evnen til at kunne bevæge sig er for de fleste mennesker afgørende for selvforståelse og livskvalitet. Når man rammes af Parkinsons, rammes hjernens dopaminproducerende neuroner gradvist og dør. Det fører blandt andet til de ukontrollerbare rystelser, som mange forbinder med lidelsen. Med tiden udvikler næsten en fjerdedel af patienterne dog også så mange problemer med at gå, at de ofte ender med at fryse og falde. Et symptom, som man indtil nu har haft svært ved at behandle.
”Mens det er lykkedes med såkaldt Deep Brain Stimulation relativt effektivt at behandle rystelserne, så har det virket dårligt på gangproblemerne. Vores seneste resultater viser, at de manglende resultater formentlig skyldes, at stimuleringen skal ske i meget specifikt område af hjernens kommandocentral for bevægelser, det pedunculopontine nucleus (PPN). Vi tror derfor, at nye kliniske forsøg er den rigtige strategi til at hjælpe patienterne til at gå ordentligt igen,” forklarer Ole Kiehn, som er professor ved Institut for Neurovidenskab på Københavns Universitet og Institut for Neurovidenskab på Karolinska Instituttet.
Stoppede næsten øjeblikkeligt med at gå
Baggrunden for det nye studie var tidligere banebrydende resultater fra den dansk-svenske forskergruppe, som blev offentliggjort i tidsskriftet Nature i 2018. Her lykkedes det dem at finde frem til at to centre i midthjernen, der styrer hhv. gang: Det pedunkulopontine nukleus (PPN), der er vigtigt for langsom gang, og cunieform nukleus (CnF), der er vigtig for hurtigere gang eller løb. Resultaterne fik dem til teste muligheden for at afhjælpe gangforstyrrelser ved Parkinsons sygdom ved specifik stimulering af disse centre.
”Ved Parkinsons påvirkes de dopaminproducerende celler og dermed funktionen af de nerveceller i basalganglierne, som sender signaler videre til PPN. Det var derfor oplagt at tænke, at vi kunne forbedre gangproblemerne hos Parkinsons-ramte, hvis vi kunne ramme PPN-området helt specifikt ved hjælpe af målrettet hjernestimulering,” fortæller Ole Kiehn.
I det nye eksperiment blokerede forskerne kunstigt for dopamintransmission i mus. Ved hjælp af såkaldte kemo- og optogenetiske metoder kunne forskerne tænde og slukke for specifikke celler ved hjælp af henholdsvis kemiske stoffer eller lys. På den måde kunne de se effekten af at aktivere de forskellige hjerneområder.
”Resultatet viser, at den motoriske forbedring er optimal, hvis vi stimulerer det, vi kalder neuroner i det kaudale område af PPN, dvs. den del af PPN-området, der vender mod rygmarven. Fra PPN-området bevæger signaler sig til rygmarven, hvor de fører til gangbevægelser. Det bemærkelsesværdige er, at hvis vi stimulerer neuronerne i den modsatte ende af området, havde det den modsatte effekt. Dyrene stoppede næsten øjeblikkeligt med at gå,” siger Debora Masini som er førsteforfatter på studiet.
Grund til optimisme
Udover at de neuroner, der skal påvirkes for at stimulere gang, befinder sig i et specifikt område, så er det også en bestemt type nerveceller – de såkaldte excitatoriske – der skal påvirkes. Excitatoriske neuroner udløser, i modsætning til inhibitoriske neuroner, et aktionspotentiale eller en impuls i de neuroner, de signalerer videre til. Tilsyneladende kan genskabelsen af den impuls få dyrene til at gå normalt igen.
Ved Parkinsons sygdom dør nerveceller, der producerer dopamin, gradvist. Tidligere har behandlingen været helt afhængig af medicin, der kan kompensere for den manglende dopamin. Med teknikken Deep Brain Stimulation, placerer kirurgen en tynd metaltråd i hjernen, som kan bruges til at sende elektriske impulser til forskellige områder.
Deep Brain Stimulation anvendes allerede i behandling af motoriske symptomer hos mennesker, der lider af Parkinsons sygdom, men hjernestimulering har hidtil bedst virket til at fjerne rystelser.
"De hidtidige resultater fra kliniske forsøg af PPN har haft meget varierende effekt, især hos patienter, der oplever frysning af gang. Det har derfor været diskuteret, hvor i hjernestammen en optimal stimulering skal være,” uddyber Debora Masini.
De nye forsøg peger på, at hvis man ligesom målsøgende missiler kan ramme de rigtige centre, PPN-neuroner, helt specifikt, kan hjernestimulering bruges til at give bedre gangfunktion og dermed genoprette gangfunktionen.
”Vores resultater tyder på, at Deep Brain Stimulation kan få mennesker med Parkinsons til helt eller delvist at genvinde førligheden. Selvfølgelig er forsøgene lavet på mus, så det kræver nu klinisk afprøvning i mennesker også, men næsten alt hvad vi har lært fra begyndelsen om, hvordan man behandler Parkinsons sygdom, kommer fra dyremodeller, inklusive den medicin, vi bruger i dag til patienter. På den baggrund er der grund til optimisme,” slutter Ole Kiehn.
