Syväaivostimulaatio
DBS:ssä käytetään stereotaktisesti istutettuja aivonsisäisiä elektrodeja, jotka on kytketty neurostimulaattoriin (joka on istutettu rintakehän seinämään), joka antaa jatkuvaa stimulaatiota neuroneille, jotka ovat elektrodien lähellä. Korkeataajuisesta DBS:stä on tullut ensisijainen kirurginen vaihtoehto idiopaattisen Parkinsonin taudin lääkehoidolle. Muita neurologisia käyttöaiheita ovat essentiaalinen vapina ja primaarinen dystonia (Benabid ym., 2005). PD:n ja dystonian pääkohteet ovat globus pallidus internuksen ja nucleus subthalamicuksen yksi- tai molemminpuolinen stimulaatio (Benabid ym., 2005). Parkinsonin taudin pitkäaikaishoidon tulokset osoittavat, että DBS vähentää erittäin tehokkaasti vakavia motorisia komplikaatioita (pääasiassa vapinaa ja dyskinesioita), mutta yleinen rappeutumisprosessi ei todennäköisesti pysähdy (Benabid ym., 2005; Hilker ym., 2005),
Keskustellaan neljästä yleisestä hypoteesista, jotka koskevat DBS:n vaikutustapaa (depolarisaation esto, synaptinen inhibitio, synaptinen depressio ja stimulaation aiheuttama patologisen verkostotoiminnan modulaatio), mutta terapeuttinen mekanismi edustaa todennäköisesti useiden ilmiöiden yhdistelmää (McIntyre ym., 2004). DBS tietyillä stimulaatioparametreilla voi aiheuttaa ”toiminnallisen vaurion”, esimerkiksi tietyn solmun toiminnan palautuvan ja kontrolloidun muutoksen/eston tietyssä neuronipiirissä. DBS:ää voidaan näin ollen pitää parempana vaihtoehtona ablatiivisille neurokirurgisille toimenpiteille, joita käytetään tarkoin määritellyille potilasryhmille, joilla on erittäin vaikeita hoitoresistenttejä psyykkisiä häiriöitä.
Yleisimmät tällä hetkellä käytössä olevat neurokirurgiset toimenpiteet vaikeasti hoidettavissa psykiatrisissa häiriöissä ovat anteriorinen cingulotomia, subcaudaattitraktotomia, limbinen leukotomia ja anteriorinen kapsulotomia. Näissä toimenpiteissä frontostriataaliset, frontotalamuksiset tai cingulaariset kuidut katkaistaan suorilla (leikkaamalla) tai epäsuorilla (lämpö- tai radiokoagulaatio) toimenpiteillä. Neurokirurgisten toimenpiteiden tärkeimmät käyttöaiheet neuropsykiatriassa ovat vakava, invalidisoiva ja hoitoresistentti pakko-oireinen stressihäiriö ja vaikea masennushäiriö, mutta myös kivun, ahdistuneisuushäiriöiden ja itsensä silpomisen hoidosta on julkaistu raportteja (Meyerson, 1998; Lippitz ym., 1999; Price ym., 2001; Cosgrove ja Rauch, 2003; Greenberg ym., 2003; Christmas ym., 2004). Sekä masennuksessa että pakko-oireisessa mielialahäiriössä jopa 66 %:n hoidetuista potilaista raportoidaan paranevan huomattavasti, vaikka vasteen määritelmät ovat usein vaatimattomia (Bridges ym., 1994; Jennike, 1998; Christmas ym., 2004). Stereotaktisen subkaudaattitraktotomian ansiosta jopa 40-60 prosenttia potilaista voi elää normaalia tai lähes normaalia elämää, vaikka merkittäviä psykiatrisia oireita voi jäädä. Itsemurhien määrän on raportoitu vähentyneen 1 prosenttiin leikkauksen jälkeen, kun se ennen leikkaushoitoa oli 15 prosenttia hallitsemattomissa mielialahäiriöissä (Bridges ym., 1994; Greenberg ja Rezai, 2003). DBS:n etuja ablatiivisiin neurokirurgisiin toimenpiteisiin verrattuna ovat muun muassa sen palautuvuus (koko järjestelmä voidaan kytkeä pois päältä tai poistaa) ja mahdollisuus optimoida stimulaatiomuuttujat kullekin potilaalle vasteen maksimoimiseksi ja sivuvaikutusten minimoimiseksi.
Koska psykiatrisiin häiriöihin kohdistuvalla neurokirurgialla on niin kiistanalainen menneisyys, DBS:n käyttöä näissä potentiaalisissa käyttöaiheissa on harkittava erityisen tarkkaan, ja sitä on testattava huolellisesti. DBS ei myöskään ole vapaa sivuvaikutuksista. Useimmat niistä ovat siedettäviä, mutta vakavia leikkaukseen liittyviä sivuvaikutuksia (infektioiden tai verenvuodon aiheuttamia merkittäviä neurologisia haittoja) voi esiintyä jopa 6 prosentilla potilaista (Grill, 2005). Siksi psykiatristen potilaiden DBS:ää olisi tutkittava korkeimpia eettisiä standardeja soveltaen.
Mahdollisista psykiatrisista käyttöaiheista pakko-oireinen häiriö ja masennus ovat tähän mennessä olleet DBS-tutkimuksen ensisijaisia painopisteitä. OCD:n osalta aivokohteet ovat perustuneet aiempiin kokemuksiin neurokirurgisista (vaurioittavista) toimenpiteistä ja neurokuvantamistutkimuksista, jotka osoittavat johdonmukaisesti lisääntynyttä neuronaalista aktiivisuutta orbitofrontaalisessa gyrus orbitofrontaalisessa ja caudaattisen ytimen päässä, kun OCD-oireita esiintyy (Whiteside et al., 2004); yleisimmin tutkittu kohde sisältää sisäisen kapselin etuosan (joka yhdistyy ventraaliseen striatumiin ja nucleus accumbensiin); tätä kohdetta kutsutaan yleisesti ventraaliseksi kapseliksi/ventraaliseksi striatumiksi. Eräässä varhaisessa tutkimuksessa kaksi kolmesta potilaasta, joita stimuloitiin sisäisen kapselin eturaajassa, koki pysyvää kliinisesti merkittävää paranemista jopa 39 kuukauden seurantajakson aikana (Gabriels ym., 2003). Kliinisesti merkittävää paranemista kuvattiin myös potilaalla, jota stimuloitiin molemmin puolin sisäisen kapselin etuosassa, ja hyötyjä havaittiin 3 kuukauden stimulaation jälkeen ja ne kestivät vähintään 10 kuukautta (Anderson ja Ahmed, 2003). Akuutteja suotuisia vaikutuksia kuvattiin lisäksi 3:lla neljästä OCD-potilaasta, joita stimuloitiin bilateraalisesti tässä paikassa, ja vaikutukset varmistettiin kaksoissokkoutetussa ristikkäistutkimuksessa ja pitkäaikaisessa jatkovaiheessa, joka kesti vähintään 21 kuukautta (Nuttin ym., 2003). Toinen kaksoissokkoutettu ristikkäistutkimus, johon osallistui 4 potilasta, jotka saivat kahdenkeskistä stimulaatiota sisäisen kapselin etuosaan, osoitti suotuisia tuloksia, ja yhdellä potilaalla neljästä OCD-oireet paranivat yli 35 prosenttia lähtötilanteeseen verrattuna kaksoissokkoutetun testivaiheen aikana (kaksi lohkoa, joissa aktiivinen stimulaatio oli kestoltaan kolme viikkoa ja vuorotellen kaksi viikkoa ilman stimulaatiota). Kahdella potilaalla havaittiin tämäntasoinen parannus avoimen vaiheen aikana (4-13 kuukautta implantoinnin jälkeen) (Abelson ym., 2005). Maailmanlaajuinen kokemus kroonisesta ventraalisen kapselin/ventraalisen striatumin DBS:stä OCD:n hoidossa (mukaan lukien 26 potilasta, joita seurattiin 3-36 kuukauden ajan) osoitti hoidon olevan yleisesti ottaen hyvin siedettyä ja kohtuullisen tehokasta (Greenberg ym., 2010). Vastausprosentit (≥ 35 %:n lasku Yale-Brownin pakko-oireasteikossa) olivat 46 % 6 kuukauden kohdalla (n = 24), 48 % 1 vuoden kohdalla (n = 21), 65 % 2 vuoden kohdalla (n = 17) ja 58 % 3 vuoden kohdalla (n = 12).
Muitakin DBS-kohteita pakko-oireisen mielialahäiriön hoidossa on tutkittu sen hermoverkon perusteella, jonka oletetaan olevan tämän häiriön taustalla. Kaksitoista kuukautta kestänyt caudate-ytimen etuosan (mukaan lukien nucleus accumbens) kahdenvälinen stimulaatio johti merkittävään paranemiseen OCD- ja masennusoireissa yhdellä potilaalla (Aouizerate ym., 2004). Subtalamuksen ytimen bilateraalinen stimulaatio johti lyhytaikaiseen kliiniseen vasteeseen kahdella potilaalla, ja vaikutukset jatkuivat vähintään 8-15 kuukautta (Mallet ym., 2002). Toisella potilaalla, joka kärsi Parkinsonin taudista ja vakavasta pakko-oireisesta häiriöstä, subtalaamisen ytimen bilateraalinen stimulaatio johti lyhytaikaiseen dramaattiseen parannukseen liikehäiriöissä ja psykiatrisissa oireissa, ja vaikutukset jatkuivat ainakin vuoden ajan kroonisen stimulaation jälkeen (Fontaine ym., 2004). Myöhemmin monikeskuksisessa, näennäiskontrolloidussa, kaksoissokkoutetussa ristikkäistutkimuksessa todettiin tilastollisesti merkitsevä hyöty subtalaamisen ytimen stimulaatiosta 16:lla hoitoresistentillä OCD-potilaalla (Mallet ym., 2008).
Vihjeitä siitä, että DBS saattaisi tehota mielialahäiriöihin, kerättiin ensimmäisen kerran DBS:ää saaneiden neurologisten ja OCD-potilaiden havainnoinneista (Bejjani ym., 1999; Berney ym., 2002; Stefurak ym., 2003). TRD:hen osallistuvien hermoverkkomallien tarkentaminen (pitkälti neurokuvantamistietojen perusteella) tunnisti lisäkohteita. Tämä ensimmäinen julkaistu raportti DBS:stä TRD:n hoidossa oli kuuden potilaan proof-of-concept -tutkimus, jossa kuvattiin masennuslääkkeellinen vaste neljällä potilaalla kuuden kuukauden avoimen kahdenvälisen DBS:n jälkeen, jota sovellettiin subgenuaaliselle cingulaariselle valkealle aineelle (Mayberg et al., 2005). Tähän tutkimukseen osallistui 20 potilasta, joita seurattiin vähintään 12 kuukauden ajan, ja siinä todettiin, että 60 prosentilla potilaista ilmeni masennuslääkkeellinen vaste 6 kuukauden DBS-hoidon jälkeen, ja 55 prosentilla vaste ilmeni 12 kuukauden kuluttua leikkauksesta (Lozano ym., 2008). Krooniseen subgenual cingulate DBS:ään ei liittynyt merkittäviä haittavaikutuksia. Yhdysvalloissa on parhaillaan käynnissä monikeskuksinen, kaksoissokkoutettu, näennäiskontrolloitu tutkimus subgenual cingulate DBS:stä TRD:n hoidossa.
Muutakin DBS:n kohdetta TRD:n hoidossa on ehdotettu, mukaan lukien etummaisen sisäkapselin etummainen raaja (ALIC, aikaisempi kohde, jota on käytetty ablatiivisessa hoidossa vakavissa psykiatrisissa häiriöissä) (Greenberg et al., 2005), nucleus accumbens (Schlaepfer ym., 2008b), talamuksen varsi (Jimenez ym., 2005) ja habenula (Sartorius ja Henn, 2007; Sartorius ym., 2010). ALIC:n DBS:n on todettu parantavan masennusoireita potilailla, joilla on vaikea, hoitoresistentti pakko-oireinen häiriötila (Greenberg ym., 2006), ja 15:llä muulla kuin pakko-oireisella häiriötilapotilaalla, joilla oli TRD, tehdyssä avoimessa tutkimuksessa todettiin 40 prosentin vasteosuus kuuden kuukauden kuluttua ja 53 prosentin vasteosuus viimeisessä seurannassa (Malone ym., 2008). Nucleus accumbens DBS:ään liittyi 50 prosentin vasteosuus 12 kuukauden stimulaation jälkeen 10 TRD-potilaalla (Bewernick ym., 2010).
Vaikka saatavilla on vain tietoja pienistä tutkimuksista ja tapausraporteista, DBS vaikuttaa potentiaalisesti lupaavalta pakko-oireisen mielialahäiriön ja masennuksen hoitotoimenpiteeltä. Suuret plasebovasteet ovatkin epätodennäköisiä näillä huolellisesti valituilla, vakavasti sairailla potilailla (Schatzberg ja Kraemer, 2000). Kun kuitenkin otetaan huomioon toimenpiteen invasiivisuus ja siihen liittyvät riskit, plasebokontrolloidut tiedot ovat ratkaisevan tärkeitä sen määrittämiseksi, voiko DBS olla kliinisesti tehokas interventio TRD:n hoidossa; tällaiset tiedot auttavat myös määrittämään tutkittavien eri kohteiden suhteellista tehokkuutta ja turvallisuutta. Lisäksi toimintamekanismia koskevat olennaiset kysymykset ovat edelleen tärkeä osa tulevia tutkimuksia, ja niiden tulisi jatkossakin olla tärkeä osa tulevia tutkimuksia.