Diepe hersenstimulatie kan mogelijk helpen om spraak en slikproblemen na traumatisch hersenletsel te verminderen. Onderzoekers van de University of Pittsburgh School of Medicine ontdekten dat elektrische stimulatie met een lage frequentie van de motorische thalamus de aansturing van spieren in het gezicht, de tong en keel kan verbeteren.
De onderzoekers vermoeden dat deep brain stimulation (DBS) resterende verbindingen tussen de hersenen en spieren kan versterken. Daarmee zou de techniek op termijn kunnen bijdragen aan gedeeltelijk herstel van natuurlijke spraak en slikfuncties na hersenletsel.
Lage frequentie maakt verschil
Spreken en slikken vereisen een nauwkeurige samenwerking tussen de hersenen en spieren van onder meer gezicht, tong, keel en ademhalingsstelsel. Hersenletsel kan deze verbindingen verstoren en leiden tot dysartrie, waarbij de spraak wordt aangetast, en dysfagie, oftewel slikproblemen. Bestaande behandelingen bestaan vooral uit logopedie en technieken waarmee patiënten leren omgaan met hun beperkingen. Ook kunnen externe communicatiehulpmiddelen worden ingezet. Deze herstellen echter niet de natuurlijke spraakproductie.
DBS wordt al toegepast bij verschillende neurologische aandoeningen, waaronder tremoren bij de ziekte van Parkinson. De onderzoekers in Pittsburgh kozen echter bewust voor stimulatie met een frequentie van 50 tot 80 Hz. Dat is aanzienlijk lager dan de circa 130 Hz die bij hoogfrequente DBS wordt gebruikt. Eerder onderzoek liet zien dat hoogfrequente stimulatie juist een onderdrukkend en negatief effect op spraak kan hebben.
De lage frequentie werd eerst onderzocht bij acht mensen met intacte spraak en slikfuncties die DBS implantatie ondergingen vanwege essentiële tremor. De stimulatie verhoogde de activiteit van gezicht en keelspieren zonder dat hun spraak verslechterde.
Verbetering bij patiënt met hersenletsel
Vervolgens onderzochten de wetenschappers de aanpak bij één deelnemer met traumatisch hersenletsel, chronische matige dysfagie en ernstige dysartrie. Bij deze patiënt verbeterde de laagfrequente DBS de bewegingen van de gezichtsspieren en de controle over slikken en spreken.
Ook de verstaanbaarheid nam toe. Tijdens drie testsessies verbeterde de woordverstaanbaarheid met respectievelijk 8, 20 en 16 procent wanneer de stimulatie was ingeschakeld, vergeleken met metingen zonder stimulatie. Volgens de onderzoekers geldt een verbetering van 7 procent als een kleine klinisch relevante verandering en 15 procent als een grote verandering.
De resultaten wijzen er volgens de onderzoekers op dat niet alleen de locatie, maar ook de gekozen stimulatieparameters bepalend zijn voor het effect van DBS. Door met een lage frequentie het juiste hersencircuit te stimuleren, zouden resterende zenuwbanen die betrokken zijn bij spreken en slikken mogelijk beter kunnen worden benut.
Meer onderzoek nodig
De onderzoekers benadrukken dat het nog om een eerste proof of concept gaat en niet om een klinische studie naar de werkzaamheid van de behandeling. Slechts één deelnemer met traumatisch hersenletsel en spraak en slikproblemen werd onderzocht. Grotere studies zijn daarom nodig om de veiligheid, effectiviteit en langetermijneffecten vast te stellen. Daarbij willen de onderzoekers ook kijken naar andere vormen van hersenletsel, waaronder beroertes.
Inmiddels wordt verder onderzocht of DBS blijvende verbeteringen kan opleveren voor zowel spraak als de motoriek van hand en arm. In een nieuwe klinische studie worden deelnemers gedurende vier weken gevolgd om de effecten van de hersenstimulatie verder in kaart te brengen.
DBS na beroerte
In 2023 bleek uit onderzoek van de Cleveland Clinic al dat diepe hersenstimulatie (DBS), gecombineerd met intensieve fysiotherapie, mogelijk het herstel kan bevorderen bij mensen die langdurige beperkingen ervaren na een beroerte. In een fase 1 klinische studie kregen twaalf patiënten een DBS apparaat geïmplanteerd dat elektrische impulsen naar specifieke hersengebieden stuurde. Vervolgens ontvingen zij gedurende vier tot acht maanden hersenstimulatie in combinatie met fysiotherapie.
De behandeling leidde bij meerdere deelnemers tot verbeteringen in de beweeglijkheid van de bovenste ledematen. Tijdens het onderzoek werden geen ernstige bijwerkingen gemeld. DBS wordt al toegepast of onderzocht bij verschillende neurologische aandoeningen, waaronder Parkinson en epilepsie. Hoewel de resultaten bij beroertepatiënten veelbelovend waren, was de studie klein en zijn verdere klinische onderzoeken noodzakelijk. Daarnaast vormen de invasieve hersenoperatie en de kosten mogelijke obstakels voor bredere toepassing.
Referenties
Nature Communications (proof of concept studie)
