Паттерны мозговой активности могут быть использованы для прогнозирования риска припадков у пациентов с эпилепсией на несколько дней вперед, согласно новому анализу данных, полученных от клинически одобренных мозговых имплантатов нейробиологами из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, Бернского университета и Женевского университета.

"В течение сорока лет усилия по прогнозированию приступов были сосредоточены на разработке систем раннего предупреждения, которые в лучшем случае могли бы предупреждать пациентов всего за несколько секунд или минут до приступа. Это первый случай, когда кто-то смог надежно предсказать припадки на несколько дней вперед, что действительно может позволить людям начать планировать свою жизнь, когда они находятся в группе высокого или низкого риска", - сказал Викрам РАО, доктор медицинских наук, невролог Центра эпилепсии UCSF, входящего в состав медицинского центра Хелен Диллер UCSF в Парнас-Хайтс. РАО был соавтором нового исследования, которое было опубликовано 17 декабря 2020 года в журнале Lancet Neurology.

Эпилепсия-это хроническое заболевание, характеризующееся повторяющимися припадками-кратковременными бурями электрической активности в мозге, которые могут вызвать судороги, галлюцинации или потерю сознания. В течение десятилетий исследователи эпилепсии во всем мире работали над выявлением паттернов электрической активности в мозге, которые сигнализируют о приближающемся припадке, но с ограниченным успехом. Отчасти, говорят авторы исследования, это связано с тем, что технология ограничила область регистрации мозговой активности в течение нескольких дней, максимум недель, и в искусственных стационарных условиях.

В центре эпилепсии UCSF, главном реферальном центре для пациентов по всей западной части Соединенных Штатов, РАО впервые применил имплантированное устройство стимуляции мозга, которое может быстро остановить припадки, точно стимулируя мозг пациента при первых признаках неминуемого припадка. Это устройство, названное системой NeuroPace RNS, также позволило команде РАО изучать связанную с припадками мозговую активность, регистрируемую в течение многих месяцев или даже лет у пациентов, когда они ведут свою обычную жизнь—обычно неслыханную в нейробиологии.

Анализируя эти данные, РАО и Максим Бауд, доктор медицинских наук, бывший резидент неврологии UCSF, а ныне эпилептолог Бернского университета и Центра био - и нейротехнологий Wyss в Женеве, недавно обнаружили, что припадки менее случайны, чем кажутся, идентифицируя еженедельные и ежемесячные циклы "раздражительности мозга", которые предсказывают более высокую вероятность возникновения припадка.

В своем новом исследовании РАО и БОД задались целью проверить, можно ли использовать эти регулярные паттерны для создания клинически достоверных прогнозов риска припадков.

"В настоящее время воспринимаемая угроза припадков постоянна для людей с эпилепсией, потому что не существует методов для определения времени высокого и низкого риска",-сказал Бауд, который был соавтором нового исследования. "Это имеет очень широкие последствия для повседневной деятельности, включая избегание потенциально опасных ситуаций, таких как купание, приготовление пищи на горячей плите и участие в спортивных состязаниях."

Под руководством Тимоти Пройкса, доктора философии из Женевского университета, исследователи построили статистические модели, сопоставляющие паттерны зарегистрированной мозговой активности с последующими припадками у 18 пациентов с эпилепсией с имплантированными устройствами NeuroPace, за которыми следили в UCSF и Калифорнийском Тихоокеанском медицинском центре в Сан-Франциско. Затем они протестировали эти алгоритмы прогнозирования, используя данные 157 участников, участвовавших в многоцентровом долгосрочном испытании системы RNS в период с 2004 по 2018 год.

Оглядываясь назад на данные исследования, исследователи смогли определить периоды времени, когда пациенты были почти в 10 раз более склонны к припадку, чем в исходном состоянии, и у некоторых пациентов признаки этих периодов повышенного риска могли быть обнаружены за несколько дней до этого.

Конечно, повышенный риск припадка не обязательно означает, что припадок произойдет. Эпилептологи до сих пор не до конца понимают, что вызывает приступ в определенный момент времени, хотя многие люди сообщают о надежных триггерах, таких как стресс, алкоголь, пропущенные дозы лекарств или недостаток сна. Он уподобляет эту систему прогнозным моделям, используемым синоптиками, которые мы часто используем для принятия решений о том, какую одежду носить и брать ли с собой зонтик, выходя на улицу.

"Я не думаю, что когда—нибудь смогу сказать пациентке, что у нее будет припадок ровно в 3:17 вечера завтра-это все равно, что предсказать, когда ударит молния", - сказал Рао, который является выдающимся профессором неврологии Фонда Эрнеста Галло в Институте неврологии UCSF Weill Institute for Neurosciences. "Но наши результаты в этом исследовании дают мне надежду, что когда-нибудь я смогу сказать ей, что, основываясь на ее мозговой активности, у нее есть 90-процентная вероятность припадка завтра, поэтому она должна рассмотреть возможность избегать триггеров, таких как алкоголь, и воздерживаться от рискованных действий, таких как вождение."

Наличие точных предварительных прогнозов риска припадков также потенциально может позволить неврологам соответствующим образом корректировать дозировку лекарств пациентов, говорят исследователи, сохраняя дозы низкими большую часть времени, чтобы минимизировать побочные эффекты, и только повышая дозировку во время более высокого риска припадков.

Исследователи обнаружили значительную вариабельность в том, насколько хорошо будущий риск припадков может быть предсказан по мозговой активности участников исследования. В то время как риск можно было предсказать на несколько дней вперед у 40% участников исследования системы RNS, данные мозга других участников предсказывали риск только на следующий день, а у третьих вообще не было циклов активности, необходимых для надежных прогнозов.

По словам Рао, для интерпретации этой изменчивости необходимы дополнительные исследования. Сама система RNS предназначена для обнаружения и предотвращения неизбежных припадков, а не для предварительного прогнозирования припадков, поэтому вполне возможно, что специально построенные устройства могут обнаруживать предсказательные колебания мозговой активности у более широкого спектра пациентов. Или же пациенты с эпилепсией просто отличаются, как и во многих других отношениях, предсказуемостью своих циклов риска.

"Стоит помнить, что в настоящее время пациенты не имеют абсолютно никакой информации о будущем—это все равно, что не иметь представления о том, какая погода может быть завтра,—и мы думаем, что наши результаты могут помочь значительно уменьшить эту неопределенность для многих людей", - сказал РАО. "Подлинное определение полезности этих прогнозов и того, какие пациенты получат наибольшую пользу, потребует проспективного исследования, которое является следующим шагом."

ИСТОЧНИК