גירוי מוחי עמוק

גירוי מוחי עמוק (באנגלית: DBS, Deep Brain Stimulation) הוא טיפול נוירולוגי ופסיכיאטרי, המבוסס על גירוי חשמלי של אזורים במוח. לצורך הטיפול מתבצעת השתלה כירורגית של אלקטרודה באתר המטרה בתוך המוח ומותקן קוצב תת-עורי המשגר אליה אותות חשמליים.

הטיפול נועד להקל על איכות חייהם של אנשים הסובלים מתסמינים מוטוריים טורדניים שאינם חולפים בטיפול תרופתי, או שהטיפול התרופתי מלווה בתופעות לוואי חמורות. הוא משמש לטיפול במחלות שונות בהן מחלת פרקינסון, דיסטוניה, אפילפסיה והפרעה טורדנית-כפייתית.

בשנים האחרונות נעשים מחקרים על מנת להרחיב את הטיפול למגוון רחב יותר של מחלות נוירולוגיות ופסיכיאטריות, כגון: דיכאון, תסמונת טורט ומחלת אלצהיימר.

המערכת המושתלת בגוף מורכבת מקוצב חשמלי המעביר אותות חשמליים ומאלקטרודות המושתלות במוח ויוצרות את הגירוי החשמלי. גירוי זה משנה את האותות במוח אשר יוצרים את תסמיני המחלה, ובכך מביא לשיפור בתסמינים. פעילותו של הקוצב החשמלי נשלטת מבחוץ, ובכך מאפשרת להפסיק או לווסת את השפעת הטיפול במקרה הצורך.

מנגנוני הפעולה שדרכם משפיע הגירוי המוחי העמוק על תפקודו של המוח אינם ברורים לחלוטין, אולם קיימות השערות רבות. אחת ההשערות היא שהתדר הגבוה של מהמכשיר (>100 Hz), גובר על התדר הנמוך הקיים במוח (11–30 Hz) ובכך מוביל לשיפור בתסמינים מוטוריים כגון רעידות וקשיחות שרירים.

מהלך הניתוח 
הניתוח נעשה בשני שלבים; בשלב הראשון מחדירים חוט דק למוח, אשר בקצוותיו מצויות אלקטרודות. האלקטרודות ממוקמות במדויק באתר המוח הנושא את האותות הלא תקינים המייצרים את הסימפטומים, ולכן מיקום האלקטרודה משתנה בהתאם למחלה המטופלת. משום שמיקום האלקטרודות תלוי בתגובותיו של המטופל לגירוי החשמלי בזמן הניתוח, החלק הראשון של הניתוח נעשה בהרדמה מקומית בלבד.
לאחר מכן, בשלב השני, מוחדר קוצב (הנקרא נוירוסטימולטור) מתחת לעור, באזור הבטן או החזה. הנוירוסטימולטור מחובר לאלקטורודות שבמוח ויוצר את הזרם החשמלי המועבר בהן.

אופן פעולת המערכת 
המערכת בנויה מאלקטרודות, כבל וקוצב חשמלי בו יש סוללה.

כבל 
כבל שעובר בין הקוצב לאלקרודות ומעביר עליו את הזרם החשמלי.

אלקטרודות 
האלקטרודות ממוקמות באזורים שונים במוח, המהווים צומת מרכזית בתפקוד המוח ולכן לגירוים יכולה להיות השפעה רחבה על המוח.
לאלקטרודה המוחדרת למוח פוטנציאל שלילי, ולכן היא מושכת אליה יונים טעונים חיובית, ודוחה יונים טעונים שלילית. משיכת היונים הטעונים יוצרת שדה חשמלי במוח אשר פותח את קולטני הנתרן שנמצאים על הנוירונים.
השדה החשמלי שנוצר גורם לפוטנציאל פעולה בסביבת התא, כלומר שינוי מהיר במתח החשמלי שבין פנים התא לסביבתו החיצונית, הקרוי דחף עצבי. בעקבות שינוי זה, נוצר אות חשמלי העובר בתא העצב ומשמש להולכה ועיבוד של מידע בתא. כך, האלקטרודה מאפשרת שליטה על המסר המועבר לנוירונים, ובכך השפעה על פעולות העצבים במוח.

הסוללה 
הסוללה ממוקמת בקוצב ומייצרת את הזרם הרשמלי. זאת, בעקבות ריאקציה כימית המתרחשת בין אלקטרודות הסוללה, לחומר מוליך (אלקטרוליט) ומאפשרת את יצירת הפרש הפוטנציאלים בין הקתודה (אלקטרודה שלילית), לבין האנודה (אלקטרודה חיובית). הפרש הפוטנציאלים גורם לשחרור יונים חיוביים ושליליים ויצירת זרם חשמלי.
היונים החיובים שהשתחררו, נעים לכיוון הקטודה, אולם היונים השליליים לא מסוגלים לעבור דרך האלקטרוליט. לכן, חיבור קצוות הסוללה לחוט תיל ממתכת אשר מוליך חשמל, מוביל לנדידת האלקטרונים דרכו, ובכך נוצר הזרם החשמלי.
בתהליך הגירוי, הזרם החשמלי מובל דרך כבל מהסוללה אל האלקטרודות שבמח בקצבים קבועים ומוגדרים.

קוצב חשמלי 
הקוצב הוא מכשיר הממוקם מתחת לעור באזור הבטן או החזה, ואחראי על שליחת האותות החשמליים המבצעים את הגירוי המוחי.
הזרם החשמלי מיוצר על ידי הסוללה, ולאחר מכן מועבר אל המוח דרך הכבל והאלקטרודות באותות קבועים אותם מווסת הקוצב. לשם כך, הקוצב קובע מעגל (cycle) אחד כאשר בחלקו הוא קובע אות חשמלי נמוך ובחלקו הוא קובע אות חשמלי גבוה, שמהווה את האות הנשלח לאלקטרודות. חזרה על ה-cycle יוצרת את שליחת האותות בקצב קבוע.
כך, הקוצב שומר על עוצמת האות, תדירות האותות ורוחב הפולס המתאימים, במטרה להביא לשיפור בתסמינים ללא תופעות לוואי משמעותיות. ניתן לשלוט על הקוצב באמצעות שלט הנמצא מחוץ לגוף, ולשנות את התדרים בעת הצורך, עד למציאת התדר הנכון.

פיתוחים ושימושים עתידיים 
קיימים מחקרים רבים והתפתחויות רבות בתחום הגירוי החשמלי, בין המחקרים השונים:
 שימוש בקוצב חשמלי כדי לחסום פעילות חשמלית לא תקינה המתרחשת בעת התקפים אפילפטיים. לפולסים החשמליים יש יכולות להשפיע על מעגלי העצבים ובכך לסייע בהפסקת ההתקפים, ובבקרה על המחלה.
 גירוי מוחי עמוק ככלי יעיל עבור חולים הסובלים מהפרעה פסיכאטרית, הפרעה טורדנית כפייתית. זאת בזכות הקשר התפקודי של האמיגדלה- אינסולה, אשר דרך גירוי מוביל לירידה בהשפעתן אחת על השנייה. דבר זה הוביל לשיפור במצב הרוח ובחרדה שחשו המטופלים. ניסויים מסוג אלו מצביעים על התקדמות במתן טיפול למחלות פסיכאטריות דרך גירוי מוחי עמוק וצעדי מחקר משמעותיים שנעשים בתחום זה.
 נמצא כי ההליך של גירוי מוחי עמוק אכן מטפל בסימפטומים מוטוריים ומשפר את איכות החיים של החולים בפרקינסון, אך עלול לגרום לתופעות לוואי נוירופסיכאטריות שליליות כמו אימפולסיביות. לכן, ישנן שאלות קליניות שטרם קיבלו מענה, כגון האם התפלגות שדה הגירוי קשורה לאותם תסמינים נוירו- פסיכאטריים, אילו רשתות מוח אחראיות להתפתחות הסימפטומים האלו, והאם ניתן לצפות זאת מראש לפניי הניתוח? מסקנות שעלו מתוך ניסוי שנעשה בנושא ומעקב אחר מטופלים לאחר הניתוח, מציעים להשתמש בטרקטוגרפיה (הדמיה) כדי לחזות את ההשפעות השליליות הניורופסיכאטריות. תוצאות הניסוי מדגישות את חשיבות מיקומן המדויק של האלקטרודות, שנמצא כי מונע את תופעות הלוואי הללו.

קישורים חיצוניים

 
 
 Deep Brain Stimulation, מתוך האנציקלופדיה הכירורגית Surgeryencyclopedia.com

הערות שוליים

טיפולים רפואיים
נוירולוגיה