Группа специалистов по эпилепсии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско разработала метод прогнозирования риска суточного приступа. Это открытие, которое может быть масштабировано для большого количества пациентов, может помочь улучшить качество жизни 2,9 миллионов американцев, живущих с ежедневной неопределенностью эпилепсии.

Исследователи под руководством Викрама Рао, доктора медицины, доктора философии, выдающегося профессора неврологии, показали, что буря мозговой активности, характеризующая приступ, предвещается аномальной связью между определенными областями мозга. Анализируя всего 90 секунд этих аберрантных мозговых сигналов, исследователи смогли предсказать риск приступа.

«До сих пор изменения в активности мозга и последовательность событий, приводящих к приступу, были в значительной степени неизвестны», — сказал Рао. «Определив одно из таких событий, мы можем предложить пациентам информацию, которая может уменьшить один из самых стрессовых аспектов эпилепсии: непредсказуемость приступов».

Результаты опубликованы в журнале Nature Medicine .

Буря в мозгу
Попытка предсказать приступы не нова, но современные методы требуют сбора данных в течение длительных периодов времени, что может быть обременительно для пациентов. Точность сильно варьируется в зависимости от особенностей состояния человека, качества данных и используемого алгоритма.

Некоторым людям с эпилепсией, которым не помогают противосудорожные препараты, имплантируют устройство, которое может контролировать активность мозга и пытаться предотвратить ее с помощью электрической стимуляции, когда устройство распознает признаки приступа.

Эти чувствительные нейростимуляционные системы, или устройства RNS, иногда реагируют слишком поздно, чтобы предотвратить приступ. Но технология Рао может предсказывать приступы.

Рао сотрудничал с доктором философии Анкитом Кхамбати, доцентом кафедры нейрохирургии, который изучает мозговые цепи, связанные с эпилепсией, в надежде выявить закономерность изменений в том, как части мозга взаимодействуют друг с другом, которая могла бы более легко и точно предсказывать приближающийся приступ.

«У пациентов не всегда бывают приступы, но их эпилепсия никогда не проходит», — сказал Хамбхати. «Мы хотели найти сигнатуру того, как мозг пациентов функционирует задолго до события, пока болезнь присутствует на заднем плане, но у них нет эпизода».

Рао набрал 15 добровольцев, чьи приступы возникают из-за гиппокампа, который находится по обе стороны мозга и играет роль в большинстве типов эпилепсии. У всех этих пациентов были устройства RNS, которые регистрировали месяцы мозговой активности , которую исследователи сканировали в поисках подсказок.

Они обнаружили цикл активности, длящийся несколько дней и связанный с припадками. В нем были свидетельства изменения коммуникации между двумя гиппокампами.

Когда риск припадка был низким, правый и левый гиппокамп функционировали независимо, нормальным, здоровым образом. Но признаки риска припадка усиливались, когда обе стороны начинали общаться, медленно синхронизируясь.

Хамбхати объяснил, что механизм, который мешал им общаться друг с другом, начал выходить из строя, сравнив результат с наступлением шторма.

«Перед бурей надвигаются тучи и усиливается ветер, и вы понимаете, что скоро все начнется по-настоящему».

Прогнозирование моментальных припадков
В мозге человека, страдающего эпилепсией, промежуток времени между солнечным небом и наступлением бури составляет от нескольких минут до нескольких часов, но индикаторы присутствуют вплоть до суток.

Чтобы увидеть эти показатели, команда Рао попросила пациентов загрузить и передать данные со своих устройств RNS исследователям, которые затем пропустили эти данные через свой алгоритм.

Исследователи обнаружили, что для выявления закономерности и оценки вероятности возникновения приступа в течение следующих 24 часов достаточно всего 90 секунд данных. Этот процесс они называют «мгновенным прогнозированием приступов». Это дает человеку время принять меры предосторожности, например, воздержаться от вождения или убедиться, что рядом с ним находится кто-то, кто будет осуществлять уход.

Модель прогнозирования была схожей практически для всех 15 участников исследования, что повышает вероятность того, что подход будет работать и для других людей с этой формой эпилепсии.

Рао и Хамбхати планируют протестировать подход на гораздо большем количестве пациентов, включая пациентов с различными типами эпилепсии. Они также надеются разработать метод сбора данных неинвазивным способом, который не требует мозгового имплантата.

Опросы людей с эпилепсией показывают, что до 70% из них используют систему прогнозирования, чтобы спланировать следующий день, сказал Хамбхати, добавив, что пациентам одинаково полезно знать, когда риск приступа у них низкий, как и когда он высокий.

«Люди с эпилепсией часто живут в таком страхе перед непредсказуемым событием, что избегают делать то, что им хотелось бы делать», — сказал Хамбхати. «Эти прогнозы могут дать им уверенность в том, что они могут просто выйти и провести обычный день».