Cortical and Subthalamic Dynamics Associated with Distinct Gait Domains in Parkinson’s Disease
تدمج هذه الدراسة بين حركية الجسم الكامل مع التسجيلات العصبية القشرية وتحت المهادية لدى مرضى باركنسون لتثبت أن مجالات مشية محددة، ولا سيما تباين المشية، ترتبط بقوة موجة "غاما المنخفضة" الحسية الحركية المعتمدة على الطور، مما يقدم إطاراً للتحفيز العصبي التكيفي المستهدف.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تُعد المشي عملية بدنية نعتبرها معظمنا أمراً مفروغاً منه، فهي تدفق سلس من الخطوات يتطلب من الدماغ تنسيق عشرات العضلات في إيقاع مثالي. أما بالنسبة للأشخاص المصابين بمرض باركنسون، فإن هذه العملية التلقائية غالباً ما تضطرب؛ إذ يمكن للمرض أن يجعل المشي بطيئاً، ومترنحاً، وغير مستقر، مما يؤدي إلى خطر مرتفع للسقوط وفقدان الاستقلالية. وبينما يمكن للأدوية والتحفيز العميق للدماغ أن يساعدا في تخفيف العديد من الأعراض، إلا أنهما غالباً ما يفشلان في إصلاح مشاكل المشي بشكل كامل. ويعود ذلك إلى أن طريقة تعثر المشي تختلف من شخص لآخر؛ فقد يعاني شخص ما من اختلال التوازن، بينما يعاني آخر من إيقاع خطواته، وآخر من عدم التماثل بين ساقيه اليمنى واليسرى. ولإصلاح هذه المشكلات بدقة، يحتاج الأطباء إلى فهم الجزء المعطل تحديداً في نمط المشي، والأهم من ذلك، معرفة ما يفعله الدماغ عندما يفشل ذلك الجزء تحديداً.
لطالما عرف الباحثون أن الدماغ يرسل إشارات كهربائية للتحكم في الحركة، وفي حالات باركنسون، غالباً ما تكون هذه الإشارات غير متزامنة. ومع ذلك، ظل من غير الواضح كيف ترتبط صعوبات المشي المحددة بهذه الإشارات الكهربائية. ويهدف بحث جديد أجراه فريق من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا (ETH Zurich) ومستشفى زيورخ الجامعي إلى حل هذا اللغز. فمن خلال مراقبة الناس أثناء المشي في مختبر مع تسجيل نشاط أدمغتهم، سعى الباحثون إلى إيجاد رابط مباشر بين طريقة مشي الشخص والدردشة الكهربائية في دماغه. وكان هدفهم هو تحديد إشارات دماغية معينة يمكن أن تعمل كنظام إنذار، يخبر العلاج المستقبلي متى وكيف يعدل التحفيز لمساعدة الشخص على المشي بشكل أفضل.
شملت الدراسة عشرة أشخاص مصابين بمرض باركنسون خضعوا بالفعل لعمليات زرع أجهزة للتحفيز العميق للدماغ، وهو علاج يرسل نبضات كهربائية إلى جزء عميق من الدماغ يسمى النواة تحت المهادية للمساعدة في التحكم في الحركة. كما استعان الفريق بعشرة أشخاص أصحاء من نفس الفئة العمرية تقريباً ليكونوا مجموعة مقارنة. سار المشاركون في مسار على شكل رقم ثمانية على الأرض لمدة ست دقائق. وأثناء مشيهم، استخدم الباحثون نظام كاميرا ثلاثي الأبعاد لتتبع كل حركة بدقة عالية، وقياس أمور مثل طول خطواتهم، ومدى تباين سرعتهم، ومدى تناغم حركة أذرعهم وأرجلهم معاً. وفي الوقت نفسه، سجل الباحثون النشاط الكهربائي من سطح رؤوس المشاركين باستخدام غطاء تخطيط كهربية الدماغ المحمول (EEG)، وبالنسبة للمرضى، سجلوا أيضاً إشارات كهربائية مباشرة من الجهاز المزروع في أدمغتهم.
نظر الباحثون أولاً في بيانات المشي لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تصنيف المرضى بناءً على كيفية مقارنة مشيهم بالمجموعة السليمة. ووجدوا أنه على الرغم من أن جميع المرضى كانوا يتناولون أدويتهم ويقومون بتشغيل تحفيز الدماغ، إلا أن أنماط مشيهم كانت مختلفة جداً عن بعضها البعض. وباستخدام الكمبيوتر لتحليل سبعة وثلاثين قياساً مختلفاً للمشي، قاموا بتقسيم المرضى إلى مجموعتين: مجموعة مشت بطريقة مشابهة جداً للأشخاص الأصحاء، ومجموعة مشت بطريقة مختلفة تماماً. ومن المثير للاهتمام أنه عندما نظر الباحثون في الدرجات الطبية القياسية المستخدمة من قبل الأطباء لتقييم أعراض باركنسون، لم يجدوا أي اختلاف بين هاتين المجموعتين. فالمرضى الذين مشوا بشكل مختلف تماماً عن الأصحاء لم يبدوا أسوأ في الفحص السريري القياسي من أولئك الذين مشوا بشكل أقرب للأصحاء. وهذا يشير إلى أن الاختبارات القياسية قد تغفل عن الاختلافات الدقيقة والمهمة في كيفية مشي الناس.
وعندما تعمق الفريق في جوانب محددة للمشي، وجدوا أن المجموعة ذات أنماط المشي الأكثر غرابة عانت أكثر من عدم التماثل، بمعنى أن جوانبهم اليمنى واليسرى لم تكن متطابقة جيداً. كما واجهوا مشكلات في التنسيق بين الأطراف، وكانت خطواتهم أكثر تبايناً بك הרבה، مما يعني أن خطوة واحدة غالباً ما كانت مختلفة تماماً عن التي تليها. كانت هذه الاختلافات في أسلوب المشي واضحة ومتسقة، رغم أن الدرجات الطبية القياسية فشلت في رصدها.
بعد ذلك، حاول الباحثون ربط أنماط المشي هذه بالإشارات الكهربائية في الدماغ. وركزوا على لحظات محددة في دورة المشي، وتحديداً "مرحلة التأرجح"، وهي المرحلة التي تُرفع فيها إحدى الساقين وتتحرك للأمام بينما تسند الساق الأخرى الجسم. ووجدوا ارتباطاً واضحاً بين مدى تباين خطوات الشخص والنشاط الكهربائي في الدماغ خلال مرحلة التأرجح هذه. وتحديداً، عندما كانت خطوات الشخص أكثر عدم اتساق، أظهر الدماغ مستويات أعلى من إيقاع كهربائي سريع، يُعرف باسم نشاط "جاما المنخفض" (low-gamma activity)، في منطقة الدماغ التي تتحكم في الساق التي تتحرك للأمام. وكان هذا هو الرابط الوحيد بين مشكلة مشي محددة وإشارة دماغية محددة والذي ظل قوياً بعد أن أجرى الباحثون العديد من المقارنات المختلفة.
كما نظرت الدراسة في الإشارات القادمة من زرعة الدماغ العميقة. ووجد الباحثون بعض الإشارات التي تفيد بأن النشاط الدماغي في هذه المنطقة العميقة قد يتغير أيضاً عندما تختلف أنماط المشي، لكن هذه النتائج لم تكن قوية أو واضحة مثل النتائج من سطح الدماغ. ونظراً لصغر حجم المجموعة في الدراسة، حذر الباحثون من أن هذه النتائج المتعلقة بالدماغ العميق لا تزال مجرد أفكار تحتاج إلى اختبار مرة أخرى في مجموعة أكبر من الناس. ومع ذلك، فإن الرابط بين تباين الخطوات والإيقاع الكهربائي السريع على سطح الدماغ كان قوياً بما يكفي لاعتباره مرشحاً قوياً للاستخدام المستقبلي.
إن هذا الاكتشاف مهم لأنه يشير إلى طريقة لجعل التحفيز العميق للدماغ أكثر ذكاءً. فحالياً، تقدم هذه الأجهزة تدفقاً مستمراً من النبضات الكهربائية. ولكن إذا تمكن الأطباء من استخدام إشارات الدماغ الكهربائية الخاصة لاكتشاف متى تصبح خطوات الشخص غير مستقرة، فيمكن للجهاز تعديل تحفيزه في الوقت الفعلي للمساعدة في تثبيت المشي. ويقترح الباحثون أن الإيقاع الكهربائي السريع الذي وجدوه يمكن أن يعمل كإشارة لإخبار الجهاز بأن الشخص يعاني من عدم اتساق الخطوات. وبينما لا تثبت هذه الدراسة أن مثل هذا النظام سيعمل مع جميع المرضى، إلا أنها توفر هدفاً واضحاً للجيل القادم من العلاجات. ومن خلال مطابقة الطريقة المحددة التي يمشي بها الشخص مع الإشارات الكهربائية المحددة في دماغه، يقترب العلماء من مستقبل يمكن فيه تخصيص علاجات باركنسون لتناسب أسلوب المشي الفريد لكل فرد، مما قد يعيد الشعور بالاستقرار والأمان في حياتهم اليومية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.