Parkinsonova nemoc není jen poruchou pohybu – nový výzkum ukazuje, že klíčovou roli hraje mozková síť SCAN, která propojuje tělesné a kognitivní funkce. Její cílená stimulace přináší naději na šetrnější a účinnější léčbu bez nutnosti operace.
Nebojíme se let, děsíme se toho, co s nimi přichází. Stáří máme spojeno s nemocemi, ale nemusí tomu tak být. Správné životní návyky a léky nám dávají nejen čas, ale i kvalitu života. Některé nemoci se jim však vyhýbají a Parkinsonova choroba je jednou z nich. Dobré životní návyky pomáhají oddálit její nástup a spolu s některými lékařskými postupy mohou zpomalit její progresi a dokonce kontrolovat některé příznaky. Bohužel je však Parkinsonova choroba nevyléčitelná a podle Světové zdravotnické organizace jí trpí přibližně 10 milionů lidí na celém světě.
Stojí za to si připomenout, o jakou nemoc se přesně jedná. Parkinsonova choroba je neurodegenerativní onemocnění, což znamená, že v průběhu času dochází k postupnému úbytku neuronů, zejména ve velmi specifické oblasti mozku zvané substantia nigra. Tyto neurony produkují dopamin, chemický posel nezbytný pro koordinaci pohybu. Při nedostatku dopaminu se objevuje třes, svalová ztuhlost, pomalost pohybu a problémy s rovnováhou. Tím však Parkinsonova choroba nekončí: může vést také k depresím, úzkostem, poruchám kognitivních funkcí, poruchám spánku, zácpě nebo ztrátě čichu a dalším „neviditelným“ příznakům, které jsou často podceňovány.
V posledních desetiletích se léčba zaměřovala především na kompenzaci nedostatku dopaminu pomocí léků, jako je levodopa, nebo na „modulaci“ motorických obvodů pomocí technik, jako je hluboká mozková stimulace. To jsou cenné nástroje, které však nemoc nezastaví a časem mají tendenci ztrácet účinnost nebo vyvolávat vedlejší účinky. Proto je dnes velkou otázkou v neurovědách nejen to, jak zmírnit příznaky, ale které mozkové sítě přesně u Parkinsonovy nemoci selhávají a zda na nich můžeme zasáhnout přesnějším a méně invazivním způsobem.
V této souvislosti se neurověda stále více přibližuje k odhalení mechanismů, které v mozku těchto pacientů fungují. Zdá se totiž, že nová studie publikovaná v časopise Nature identifikovala síť spojení, která stojí za jejich příznaky. Strukturu, která by mohla pomoci vysvětlit třes, ale i další příznaky, o nichž se v médiích píše méně často, jako jsou problémy s trávením nebo spánkem. U více než poloviny pacientů ve studii došlo ke zlepšení, když vědci stimulovali tato mozková spojení. A aby toho nebylo málo, tato spojení již zpopularizovala některé z nejnešťastnějších titulků ve vědeckém zpravodajství poslední doby.
Sekce jménem SCAN
Název dotyčné sítě je SCAN, i když jste si ji možná přečetli pod plným názvem „somato-cognitive action network“. Složité spojení slov, které vlastně docela dobře vystihuje její podstatu: spojení mezi neurony, které tvoří mozek, konkrétně mezi těmi v oblastech určených k řízení pohybu (v oblasti, kde bychom nosili čelenku mírně předsunutou dopředu) a těmi, které regulují naše jednání (v přední části mozku).
Laicky řečeno: SCAN je jakýmsi „mostem“ mezi tím, co dělá tělo, a tím, o čem rozhoduje mysl. Integruje informace o poloze našeho těla, plánuje pohyby a upravuje je podle našich cílů a kontextu. Nejedná se o jedinou „kuličku“ v mozku, ale o distribuovanou síť, která zahrnuje oblasti motorické, premotorické, parietální a frontální kůry, které spolupracují.
Právě v časopise Nature byly v roce 2023 oznámeny a tisk neváhal označit tento výzkum za „doslovné propojení mysli a těla“. Novinářský nesmysl, který nectí význam objevu. Tato práce, kterou rovněž vedla skupina Nica Dosenbacha, ukázala, že SCAN se aktivuje, když proměňujeme záměry v konkrétní činy: od popadnutí šálku kávy po zastavení impulsu nebo změnu plánů za pochodu. Jinými slovy, nejenže hýbe svaly, ale také koordinuje rozhodnutí.
Od té doby se jeden z autorů této studie zamýšlí nad tím, zda SCAN, protože spojuje pohyb s kontrolou činností (řečeno hrubě), může stát za různorodými příznaky, které pozorujeme u Parkinsonovy nemoci. Jmenuje se Nico Dosenbach a zdá se, že svou poslední publikací tuto hypotézu potvrdil. „Po desetiletí byla Parkinsonova choroba spojována především s motorickými deficity a bazálními ganglii, tedy částí mozku, která řídí svalové pohyby,“ uvedl spoluautor studie Dr. Hesheng Liu. „Naše práce ukazuje, že kořeny nemoci tkví v mnohem širší síťové dysfunkci. SCAN je hyperpropojen s klíčovými oblastmi spojenými s Parkinsonovou chorobou a toto abnormální zapojení narušuje nejen pohyb, ale i související kognitivní a tělesné funkce.“
Co znamená „hyperkonektivní“? Ve zdravém mozku spolu jednotlivé sítě komunikují, ale udržují si určitou rovnováhu: zapínají se a vypínají v závislosti na úkolu. Ve studii vědci použili funkční magnetickou rezonanci – techniku, která měří změny průtoku krve jako zástupný ukazatel nervové aktivity – u stovek lidí s Parkinsonovou chorobou i bez ní. Porovnáním dat zjistili, že SCAN u pacientů s Parkinsonovou chorobou vykazuje abnormálně intenzivní komunikaci s hlubokými mozkovými strukturami, jako jsou bazální ganglia a thalamus, o nichž je již známo, že jsou klíčovými hráči při onemocnění.
Toto „přetížení kabelů“ by mohlo vysvětlit, proč Parkinsonova nemoc není jen problémem třesu. SCAN se podílí nejen na pohybu těla, ale také na funkcích, jako je plánování, pozornost nebo vnitřní vnímání vlastního těla (tzv. interocepce). Pokud je tato síť špatně nastavena, je rozumné, že se objeví tak rozdílné příznaky, jako je motorická pomalost, potíže s iniciováním pohybů, apatie, problémy se spánkem nebo dokonce poruchy trávení, které částečně závisí na tom, jak mozek reguluje autonomní nervový systém.
Dosenbachův tým navíc analyzoval data z různých mezinárodních kohort a zkombinoval je s mapami mozkové konektivity získanými v rámci velkých projektů, jako je Human Connectome Project. To jim umožnilo ukázat, že narušení SCAN u Parkinsonovy choroby není izolovaným nálezem u jedné skupiny pacientů, ale že se jedná o vzorec, který se opakuje u různých vzorků a metod analýzy. Jinými slovy, SCAN se neobjevuje anekdoticky: zdá se, že je v centru pozornosti.
Jak SCAN zapadá studia Parkinsonovy choroby
Klasický model Parkinsonovy choroby se až dosud téměř výhradně zaměřoval na dopamin a bazální ganglia. A je to tak správně: úbytek dopaminergních neuronů v substantia nigra a dysfunkce okruhů spojujících tuto oblast se striatem jsou stálými nálezy při pitvách a zobrazovacích studiích. Na tomto základě byla vyvinuta současná léčba, od levodopy až po hlubokou mozkovou stimulaci subthalamického jádra.
V posledních letech se však hromadí důkazy, že toto onemocnění je komplexnější. Například slavné „Braakovo stadium“ předpokládá, že patologie Parkinsonovy choroby – abnormální depozita bílkoviny zvané alfa-synuklein – může začínat mimo mozek, ve střevě nebo čichovém bulbu, a postupně se přesouvat nervovým systémem vzhůru, až se dostane do hlubokých struktur a nakonec do mozkové kůry. To odpovídá skutečnosti, že u mnoha pacientů se zácpa nebo ztráta čichu objeví roky před třesem.
SCAN do této skládačky zapadá jako jakési „řídicí centrum“, kde se spojují motorické, kognitivní a tělesné signály. Pokud je tato síť zahlcena dysfunkcí bazálních ganglií a dalších struktur postižených alfa-synukleinem, výsledkem není jen porucha pohybu, ale systémová porucha, která ovlivňuje způsob, jakým mozek koordinuje tělo a mysl. Proto někteří odborníci začínají o Parkinsonově nemoci hovořit nejen jako o poruše pohybu, ale jako o poruše sítě.
Tento posun v pohledu není jen sémantický. Pokud problém spočívá v distribuované síti, nemusí být nutné „sahat“ elektrodami do hlubin mozku, abychom ji ovlivnili. Možná stačí najít povrchnější „přístupový bod“, v kůře mozkové, ze kterého můžeme SCAN nepřímo, ale účinně modulovat. A právě to zkoumala nová studie.
Dlouhodobé naděje
Jak jsme již řekli, výzkum se nesoustředil pouze na identifikaci změněných spojení u tohoto onemocnění. Zjistili, že SCAN vykazuje mnohem více spojení, než by měl, s podkorovými oblastmi (uvnitř mozku). Chtěli také otestovat klinické důsledky své teorie. Právě nyní, kromě některých léků, které se v průběhu let stávají méně účinnými, může některým pacientům s Parkinsonovou chorobou pomoci hluboká elektrická stimulace mozku. Sondy zavedené do struktur podílejících se na řízení pohybu výrazně zmírňují příznaky, vyžadují však invazivní opatření, a proto je nelze aplikovat vždy u všech pacientů.
Hluboká mozková stimulace (DBS) spočívá v implantaci elektrod do oblastí, jako je subthalamické jádro nebo vnitřní globus pallidus, a jejich napojení na generátor impulzů, jakýsi „mozkový kardiostimulátor“ umístěný pod kůží hrudníku. Tato technika může u vybraných pacientů výrazně zlepšit třes a ztuhlost, ale vyžaduje operaci, hospitalizaci, pravidelné úpravy a není bez rizika. Navíc je obvykle vyhrazena pro pokročilejší stádia nemoci, kdy již léky dobře nezabírají.
Lokalizace SCAN je však mnohem povrchovější a pomocí magnetické stimulace přes lebku se vědcům podařilo regulovat jeho aktivitu, čímž se snížila hyperkonektivita mezi SCAN a výše zmíněnými podkorovými oblastmi. Zde přichází na řadu transkraniální magnetická stimulace (TMS), technika, která využívá magnetické pole generované cívkou umístěnou na skalpu k indukci malých elektrických proudů v mozkové kůře. Nevyžaduje chirurgický zákrok, provádí se v sezeních trvajících několik minut a pacient odchází sám domů.
Pomocí této strategie se podařilo zmírnit příznaky u 10 z 18 účastníků, což je více než dvakrát tolik než u těch, u nichž se zlepšení projevilo stimulací jiných struktur v blízkosti SCAN. To znamená, že když se cíleně zaměřili na somato-kognitivní akční síť, byly výsledky lepší, než když stejnou techniku aplikovali na sousední oblasti, které nebyly součástí SCAN. To naznačuje, že nestačí jen „stimulovat dopředu“, ale že hodně záleží na cíli.
Výzkumníci použili individuální přístup: nejprve zmapovali SCAN každého pacienta pomocí funkční rezonance a určili místo v kůře, kde je tato síť zvenčí nejpřístupnější. Poté aplikovali opakované protokoly TMS navržené tak, aby snížily anomální hyperkonektivitu do hlubokých oblastí. Zlepšení bylo hodnoceno pomocí standardních klinických škál Parkinsonovy nemoci, jako je Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS), a projevilo se jak u motorických příznaků, tak u některých nemotorických aspektů.
To podle slov doktora Dosenbacha znamená, že „s neinvazivní léčbou bychom mohli začít s neuromodulací mnohem dříve, než se v současnosti provádí DBS“, protože na rozdíl od hluboké mozkové stimulace tato strategie nevyžaduje operaci mozku.
„Tato práce dokazuje, že Parkinsonova choroba je poruchou SCAN, a údaje silně naznačují, že pokud se SCAN zaměří individuálním a přesným způsobem, lze Parkinsonovu chorobu léčit úspěšněji, než bylo dosud možné. Dr. Dosenbach pokračuje: „V současné době je možné, že se v oblasti Parkinsonovy nemoci objeví i další problémy. „Změna aktivity v rámci SCAN by mohla zpomalit nebo zvrátit progresi nemoci, nejen léčit symptomy. Je to skutečně nadějné tvrzení, které sice nemusí mít vliv na ty, kteří touto nemocí trpí nyní, ale může nabídnout lepší vyhlídky pro další generace.
Tuto naději je však třeba zasadit do kontextu. Studie zahrnovala relativně malý počet pacientů (18 v části věnované stimulaci), sledování bylo časově omezené a zatím nevíme, jak dlouho přínosy trvají a zda se udrží i při opakovaných sezeních. Není také jasné, které profily pacientů reagují nejlépe: lidé v počátečních stadiích? s určitými vzorci konektivity? s více motorickými než kognitivními příznaky? Všechny tyto otázky vyžadují rozsáhlejší, kontrolované a dlouhodobé klinické studie.
Přesto tato práce přispívá k širšímu trendu: využívání neinvazivních neuromodulačních technik, jako je TMS nebo transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS), k léčbě neurologických a psychiatrických poruch. Ty se již používají u rezistentní deprese a testují se u mrtvice, chronické bolesti nebo obsedantně-kompulzivní poruchy. Parkinsonova choroba by mohla být jedním z dalších kandidátů za předpokladu, že budou dobře identifikovány cílové sítě, jako je SCAN, a budou navrženy specifické protokoly.
Mezitím existuje jedna věc, která je dostupná téměř každému a kterou výzkumy poměrně silně podporují: zdá se, že pravidelné fyzické cvičení, dostatečný spánek, vyvážená strava a kognitivní stimulace pomáhají udržovat zdraví mozkových sítí, včetně SCAN. Nejsou sice lékem, ale mohou mít vliv na kvalitu života a případně i na rychlost progrese onemocnění.