Исследователи разрабатывают методику прогнозирования эпилептических припадков

Треть больных эпилепсией устойчивы к лечению этого неврологического заболевания, которым страдает 1% населения. Начало судорог непредсказуемо, и с 1970-х гг. они были предметом безрезультатных исследований. Непредвиденный характер заболевания означает, что пациенты вынуждены принимать лекарства и/или корректировать свой образ жизни.

Нейробиологи из Женевского университета (The University of Geneva, UNIGE) и Университетской клиники Берна (Inselspital), работающие с Калифорнийским университетом в Сан-Франциско (The University of California in San Francisco, UCSF) и Брауновским университетом в Провиденсе (Brown University), преуспели в разработке метода, который может прогнозировать приступы у одного и того же человека за несколько дней. Регистрируя нейронную активность в течение как минимум шести месяцев с помощью устройства, имплантированного непосредственно в мозг, можно обнаруживать отдельные циклы эпилептической активности и предоставлять информацию о вероятности появления будущего припадка. Этот подход, опубликованный в журнале Lancet Neurology  чрезвычайно актуален, и в настоящее время готовятся проспективные клинические испытания.

Мозг пациента, страдающего эпилепсией может внезапно переключиться из физиологического в патологическое состояние, характеризующееся нарушением нейронной активности, которое может вызывать, среди прочего, судороги, типичные для эпилептического припадка. Как и почему мозг меняет одно состояние на другое, до сих пор плохо изучено, в результате чего начало припадка трудно, а то и вовсе невозможно, предсказать.

Специалисты во всем мире уже более 50 лет пытаются предсказать приступы на несколько минут вперед, но с ограниченным успехом.

Тимоти Пруа, научный сотрудник отделения фундаментальных нейронаук медицинского факультета Женевского университета, говорит, что приступам не предшествуют явные предупреждающие знаки, которые облегчили бы прогноз. Частота, в зависимости от клинического случая, варьируется от одного раза в год до одного раза в день.

Существующие методы лечения трудно переносятся пациентами, что связано с многочисленными потенциальными побочными эффектами от принимаемых лекарств, которые снижают возбудимость нейронов. В некоторых случаях используют нейрохирургию для удаления эпилептического очага. Более того, четверть пациентов не реагируют на эти методы лечения, а это означает, что им необходимо научиться управлять хроническим течением своего заболевания.

Прогноз 

Эпилептическую активность можно измерить с помощью данных электрической активности мозга, записанных посредством электроэнцефалографии. 

Клинически было доказано, что эпилептические припадки повторяются группами и циклически. Чтобы выяснить, могут ли эти циклы спрогнозировать начало следующего припадка, были проанализированы данные более подробно. Убедившись в существовании циклов церебральной эпилептической активности, ученые обратили внимание на статистический анализ.

Этот подход помог выделить явление, известное как «pro-ictal state», когда вероятность начала припадка высока. Как и в случае с погодными явлениями, эпилептическая активность мозга имеет несколько временных шкал, отмечают исследователи. На погоду влияет цикл времен года, смены дня и ночи. Когда приближается фронт погоды, вероятность того, что пойдет дождь, увеличивается в течение нескольких дней и, следовательно, более предсказуема. Подобные шкалы цикличности существуют также при эпилепсии.

Правильный временной интервал

Электрическая активность мозга является отражением клеточной активности его нейронов, точнее их потенциалов действия, электрических сигналов, распространяющихся по нейронной сети для передачи информации. Потенциалы действия хорошо известны нейробиологам, и их вероятность можно смоделировать с помощью математических законов. Учеными были адаптированы эти математические модели к эпилептическим разрядам, чтобы выяснить, являются ли они предвестниками приступа или подавляют их.

Чтобы повысить надежность прогнозов, требовались записи активности мозга за очень длительные периоды. Используя этот подход, у большинства пациентов можно определить периоды с высокой вероятностью приступов, что позволяет прогнозировать приступы на несколько дней вперед. Поскольку данные об активности мозга собираются за период не менее шести месяцев, прогноз приступов информативен для двух третей пациентов.

Аналитический подход достаточно удобный, чтобы обеспечить передачу данных в реальном времени на сервер или непосредственно на микропроцессор с маленького устройства, имплантированного в мозг. В настоящее время исследователи работают в сотрудничестве с Центром био- и нейроинженерии Wyss, базирующимся в Campus Biotech в Женеве, над разработкой минимально инвазивного устройства для мониторинга головного мозга для записи долгосрочных данных, необходимых для прогнозирования приступов. Данное устройство даст возможность людям с эпилепсией планировать свою жизнь в зависимости от вероятности припадка.