Ievads

Glaukoma ir acu slimība, kas bojā redzes nervu, izraisot perifērās redzes zudumu. Kad bojājums ir radies, parastās ārstēšanas metodes (piemēram, acu spiediena samazināšana) nevar atjaunot zaudēto redzi. Tāpēc pētnieki ir izpētījuši, vai neinvazīva smadzeņu stimulācija varētu palīdzēt uzlabot atlikušo redzi. Divas izplatītas metodes ir transkraniālā tiešās strāvas stimulācija (tDCS) un transkraniālā magnētiskā stimulācija (TMS), kas izmanto vājus elektriskos vai magnētiskos impulsus uz galvas ādas, lai modulētu smadzeņu aktivitāti. Nelielos pētījumos šīs metodes ir pārbaudītas glaukomas pacientiem, lai noskaidrotu, vai var uzlabot redzes apstrādi (kontrasta jutību, redzes lauka defektus utt.). Mēs aplūkojam šos pilotu un kontrolētos pētījumus, atzīmējot, kur tika novietoti elektrodi vai spoles, stimulācijas iestatījumus, izmērītos redzes uzlabojumus un to, cik ilgi šie uzlabojumi saglabājās. Mēs apspriežam arī iespējamos mehānismus (piemēram, smadzeņu plastiskuma veicināšanu vai neirālā “trokšņa” samazināšanu) un labi kontrolētu pētījumu dizainu nozīmi (jo prakses vai placebo efekti var imitēt uzlabojumus).

Smadzeņu stimulācijas metodes

tDCS izmanto maigu, nemainīgu elektrisko strāvu, ko pievada caur elektrodiem uz galvas ādas. Atkarībā no polaritātes tā var palielināt (anodālā) vai samazināt (katodālā) garozas uzbudināmību. Parasti viens elektrods tiek novietots virs mērķa smadzeņu reģiona (bieži vien pakauša redzes garozā), bet otrs elektrods (atsauces) tiek novietots citur (piemēram, uz vaiga vai pieres). Ārstēšanas sesijas bieži ilgst 10–20 minūtes ar 1–2 mA strāvu. TMS izmanto īsus magnētiskos impulsus caur spoli, lai izraisītu elektriskās strāvas pamatā esošajā garozā. Abas metodes ir izmantotas daudzu smadzeņu traucējumu gadījumā; redzes jomā to mērķis ir “uzlabot” atlikušo redzes funkciju, piesaistot plastiskumu redzes ceļos.

tDCS glaukomas gadījumā

Glaukomas pētījumos pētnieki parasti ir vērsušies uz redzes garozu (pakauša daivu). Nesenā randomizētā pētījumā pacienti saņēma vienu anodālās tDCS (a-tDCS) sesiju ar 2 mA strāvu 20 minūtes. Anods tika novietots pie Oz (pakauša viduslīnijas) un katods uz vaiga. Šī viena sesija mēreni uzlaboja redzes lauka noteikšanas precizitāti (apmēram 3–5% pieaugums augstas izšķirtspējas perimetrijā) salīdzinājumā ar fiktīvo stimulāciju (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Daudzfokālie redzes izraisītie potenciāli (mfVEP) arī uzrādīja nedaudz augstāku signāla-trokšņa attiecību un ātrākas reakcijas pēc a-tDCS. Šie uzlabojumi bija statistiski nozīmīgi salīdzinājumā ar fiktīvo stimulāciju, taču to apjoms bija ļoti mazs, aptuveni atkārtotu testu mainīguma robežās (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Citiem vārdiem sakot, redze uzlabojās dažos testos, bet tikai par dažiem procentiem, kas var nebūt pamanāms ikdienas dzīvē.

Sesijas parametri: Tipiskos pilotu pētījumos tika izmantota viena 20 minūšu sesija ar 1–2 mA a-tDCS pakauša daļā (Oz). Vienā pētījumā tika izmēģinātas arī alternatīvas viļņu formas (maiņstrāvas tACS pie 10 Hz un nejauša trokšņa tRNS) salīdzinājumā ar fiktīvo stimulāciju, taču tikai a-tDCS uzrādīja skaidru efektu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Nevienā pētījumā nav izmantota ļoti augsta intensitāte vai ļoti ilgs ilgums, kas pārsniegtu 20–30 minūtes.

Redzes rādītāji: Izmērītie rādītāji ietvēra redzes lauka indeksus (piemēram, noteikšanas precizitāti vai vidējo defektu perimetrijā) un dažreiz kontrasta jutību vai redzes asumu. Iepriekš minētajā pētījumā a-tDCS radīja nelielu noteikšanas precizitātes pieaugumu augstas izšķirtspējas perimetrijas testā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Netika konstatētas būtiskas izmaiņas standarta automatizētajā perimetrijā (vidējā defektā) vai redzes asumā. Kontrasta jutība ne vienmēr tika mērīta glaukomas pētījumos, lai gan citu acu slimību gadījumā tDCS var īslaicīgi palielināt kontrasta sliekšņus. Būtiski, ka glaukomas RCT atzīmēja, ka mazie uzlabojumi “var nebūt klīniski nozīmīgi” (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Efektu ilgums: Šajos pētījumos efekti tika pārbaudīti tieši pirms un pēc stimulācijas sesijas. Šajā pētījumā netika ziņots par ilgstošu novērošanu, kas pārsniegtu stundas, tāpēc nav skaidrs, cik ilgi labums saglabājas pēc vienas sesijas. Citi pētījumi (par redzes nerva bojājumiem kopumā) liecina, ka jebkuri uzlabojumi bieži vien izzūd dienu vai nedēļu laikā pēc stimulācijas beigām (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

TMS un citas modalitātes

TMS: Līdz šim ir maz publicētu pētījumu par atkārtotu TMS (rTMS) tieši glaukomas ārstēšanai. TMS var ierosināt redzes garozas neironus un ir eksperimentāli izmantota, lai izraisītu fosfēnus (gaismas zibšņus) pat aklām personām. Teorētiski rTMS varētu piemērot vairākās sesijās pakauša daļai, lai uzlabotu garozas uzbudināmību un, iespējams, atklātu atlikušo redzi. Tomēr glaukomas gadījumā neviens labi kontrolēts pētījums vēl nav parādījis skaidrus redzes uzlabojumus no TMS. (Lielākā daļa redzes lauka pētījumu ar TMS ir veikti insulta izraisīta redzes zuduma gadījumā, nevis glaukomas dēļ.)

Alternatīva elektriskā stimulācija: Dažos pētījumos ir izmantota transorbitālā maiņstrāvas stimulācija (rtACS), kurā elektrodi tiek novietoti uz aizvērtiem plakstiņiem, lai stimulētu tīkleni/redzes nervu. Lai gan tas galvenokārt vērsts uz aci, nevis smadzenēm, tas ir apvienots ar smadzeņu monitoringu. Vienā lielā randomizētā rtACS pētījumā par redzes nerva bojājumiem (tostarp daudziem glaukomas pacientiem) subjekti saņēma 10 ikdienas sesijas, katra 50 minūtes ilga. Gan reālās stimulācijas, gan fiktīvās stimulācijas grupās redzes lauks uzlabojās parastajos testos, ar nedaudz lielāku vidējo pieaugumu rtACS grupā (vidēji ~41.3% pret 29.3% noteikšanas pieaugumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)). Atšķirība nesasniedza statistisku nozīmīgumu galvenajam rezultātam (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Interesanti, ka pēc 2 mēnešu novērošanas vienā rādītājā (statiskās perimetrijas jutībā) tika novērota neliela priekšrocība rtACS grupai salīdzinājumā ar citu grupu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Citiem vārdiem sakot, tas liecina par nelielu paliekošu labumu, taču lielākā daļa uzlabojumu tika novēroti arī fiktīvās stimulācijas grupā, kas norāda uz mācīšanās vai placebo efektiem. Autori secināja, ka rtACS, šķiet, “daļēji atjauno redzi”, veicinot smadzeņu plastiskumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), taču kopumā klīniskā ietekme bija neliela.

Pētījumu rezultāti – ieguvumi un ierobežojumi

Pētījumos jebkuri redzes uzlabojumi parasti ir bijuši nelieli un īslaicīgi. Piemēram, iepriekš minētajos transkraniālās stimulācijas pētījumos kontrasta jutība nebija būtiski mainījusies, un redzes lauka uzlabojumi bija tikai par dažiem procentpunktiem augstāki nekā sākotnējā līmenī. Pacienti reti pamana šādas nelielas izmaiņas. Lielākā daļa ziņojumu apraksta tūlītējus ieguvumus pēc stimulācijas, ar nelielu pierādījumu par ilgtermiņa noturību. rtACS pētījumā neliels redzes lauka uzlabojums saglabājās 2 mēnešus vienā rādītājā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), taču daudzi citi rādītāji regresēja. Arī vienas sesijas tDCS efekti, visticamāk, izzudīs bez atkārtotām sesijām.

Turklāt, placebo efekti ir svarīgi. Daži pētījumi atklāja, ka redzes testi uzlabojās pat ar fiktīvu (neaktīvu) stimulāciju (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tāpēc lielākajā pētījumā fiktīvās stimulācijas reaģētājiem tika novērots 29% uzlabojums. Nesenā neinvazīvās stimulācijas pārskatā par acu slimībām tika secināts, ka nelielais vidējais labums (redzes asumam, lauka noteikšanai utt.) daļēji var atspoguļot placebo vai prakses efektus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Citiem vārdiem sakot, “aktīvā” stimulācija bieži vien pārspēja fiktīvo stimulāciju tikai par nelielu starpību, un dažreiz fiktīvās stimulācijas uzlabojumi bija tikpat lieli. Šī nenoteiktība nozīmē, ka mums ir piesardzīgi jāinterpretē sākotnējie pilotu pētījumu rezultāti.

Iespējamie mehānismi

Ja smadzeņu stimulācija patiešām uzlabo redzi, kā tas varētu darboties? Viena ideja ir garozas plastiskums: redzes garoza var stiprināt vājus ceļus un atklāt “rezerves” ķēdes pēc acs traumas. Stimulācija varētu palielināt augšanas faktoru līmeni vai mainīt neirotransmiterus, atvieglojot smadzeņu pielāgošanos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Piemēram, tiek uzskatīts, ka anodālā tDCS nedaudz depolarizē neironus, potenciāli uzlabojot sinaptisko plastiskumu redzes zonās. Cita ideja ir trokšņu samazināšana: deģenerējošas redzes gadījumā atlikušie signāli no acs var būt aprakti “neirālajā troksnī.” Daži pētījumi (citās tīklenes slimībās) liecina, ka trokšņu samazināšana var ātri uzlabot uztveri. Piemēram, viens pētījums par proliferatīvu diabētisko retinopātiju atklāja, ka katodālās tDCS (kas var inhibēt hiperaktīvus neironus) pielietošana uzlaboja redzes uzdevumus. Autori ierosināja, ka tDCS, visticamāk, samazināja nejaušās neirālās aktivitātes līmeni, tādējādi precizējot faktisko redzes signālu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pēc analoģijas, ja glaukomas gadījumā izdzīvojušās tīklenes gangliju šūnas ir trokšņainas, tDCS varētu palīdzēt “apklusināt” šo troksni un uzlabot kontrastu vai lauka jutību.

No otras puses, daži efekti var nebūt fizioloģiski vispār. Stimulācija var palielināt modrību vai placebo sajūtu par “kaut ko notiekošu,” kas var uzlabot testa veiktspēju. Patiešām, redzes nerva stimulācijas pētījumā tika atzīmēts, ka liela daļa strāvas faktiski plūst caur tīkleni un redzes nervu, nevis dziļo garozu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie autori joprojām apgalvo par izmaiņām smadzeņu sinhronijā (EEG ritmos redzes zonās) pēc ārstēšanas, taču ir grūti izslēgt nespecifiskus efektus. Lai atšķirtu šīs iespējas, nākotnes pētījumos jāapvieno smadzeņu mērījumi (piemēram, EEG vai fMRI) ar redzes testiem.

Nākotnes pētījumi – stingrības uzlabošana

Ņemot vērā līdzšinējos pieticīgos un jaukto rezultātus, nākotnes pētījumi jāizstrādā rūpīgi. Galvenie elementi ietver:

- Randomizēts, placebo kontrolēts dizains: Katrai reālās stimulācijas grupai jābūt fiktīvai ārstēšanai, kas imitē sajūtu (piemēram, īslaicīgs strāvas palielinājums, bet bez nepārtrauktas stimulācijas). Gan pacienti, gan pētnieki jāmaskē. Tas ir būtiski, lai ņemtu vērā mācīšanās un placebo efektus.
- Vairākas sesijas: Vienreizējas sesijas dod tikai īslaicīgus efektus. Pētījumos jāpārbauda atkārtotas sesijas (piemēram, katru dienu 1–2 nedēļas), jo neiroplastiskām izmaiņām bieži nepieciešama atkārtošana. VIRON pētījumā glaukomas ārstēšanai tiek veiktas 10 sesijas, katra 25 minūtes gara (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).
- Objektīvie rādītāji: Izmantot standartizētus redzes testus, piemēram, automatizētu perimetriju (vidējo defektu, kopējo novirzi), kontrasta jutības tabulas un pat elektrofizioloģiju (VEP vai EEG) kā sekundāros mērījumus. Augstas izšķirtspējas perimetrija var noteikt nelielas izmaiņas, taču rezultātiem jāpārsniedz normālā testa mainīgums. Pacientu ziņoto redzes anketu iekļaušana var novērtēt reālo ietekmi.
- Sekojošie mērījumi: Lai novērtētu noturību, redze jāpārbauda atkārtoti nedēļas pēc pēdējās stimulācijas. Ja ieguvumi saglabājas, tad redzes laukam (vai asumam) jābūt labākam par sākotnējo līmeni novērošanas laikā.
- Neiroattēlveidošana / fizioloģija: Apvienošana ar funkcionālo MRI vai EEG var parādīt, vai smadzeņu redzes tīkli mainās pēc stimulācijas. Piemēram, varētu veikt fMRI, vienlaikus rādot vizuālos stimulus pirms un pēc ārstēšanas, vai mērīt redzes zonu miera stāvokļa savienojamību. Tas palīdz pārbaudīt, vai jebkurām uztveres izmaiņām ir neirāla korelācija, un var atšķirt plastiskās izmaiņas no vienkāršas testa prakses.

Šādi stingri pētījumi precizēs, vai smadzeņu stimulācija patiešām palīdz glaukomas gadījumā vai ir vienkārši placebo efekts. Līdz tam tDCS un TMS paliek daudzsološi pētniecības rīki, bet nepārbaudītas terapijas pacientiem.

Secinājums

Rezumējot, pilotu pētījumi smadzeņu stimulācijā glaukomas gadījumā ziņo par nelieliem uzlabojumiem redzes lauka testos vai kontrasta uzdevumos, taču tie bieži ir līdzīgi uzlabojumiem, kas novēroti ar fiktīvo stimulāciju (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Nesenā randomizētā pētījumā tika atklāts, ka viena pakauša a-tDCS sesija deva tikai par dažiem procentiem labāku noteikšanas precizitāti nekā fiktīvā stimulācija (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Lielākā redzes nerva pētījumā tika novēroti daži redzes lauka uzlabojumi pēc vairākām transorbitālās strāvas dienām, taču atšķirība salīdzinājumā ar fiktīvo stimulāciju nebija statistiski nozīmīga uzreiz pēc ārstēšanas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ziņotā šo uzlabojumu “noturība” atšķiras; vienā pētījumā tika konstatēta neliela priekšrocība reālajai stimulācijai 2 mēnešu laikā vienā rādītājā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), taču lielākā daļa efektu nesaglabājās.

Mehāniski uzlabojumi varētu atspoguļot reālas neiroplastiskas izmaiņas – smadzeņu pārveidošanu, lai labāk izmantotu atlikušos tīklenes signālus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – vai vienkārši patoloģiska neirālā trokšņa samazināšanos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Alternatīvi, motivācijas vai placebo faktori var izskaidrot dažus ieguvumus. Esošie pierādījumi joprojām ir provizoriski. Nākotnes pētījumos nepieciešami labi kontrolēti, atkārtotu sesiju pētījumi ar objektīviem mērījumiem un smadzeņu attēlveidošanu, lai galīgi pierādītu, vai tDCS vai TMS var palīdzēt glaukomas pacientiem.