Μελέτη Των Σύγχρονων Θεωριών Για Τη Δράση Της Εν Τω Βάθει Εγκεφαλικής Διέγερσης Και Υπολογιστική Προσομοίωση Σε Μοντέλα Των Βασικών Γαγγλίων

Abstract

Η νόσος του Parkinson αποτελεί μια προοδευτικά εξελισσόμενη νευροεκφυλιστική διαταραχή η οποία προκαλεί σταδιακή εξασθένηση της ικανότητας εκτέλεσης εθελούσιων κινήσεων και παρουσιάζεται ως άμεση συνέπεια του εκφυλισμού των ντοπαμινεργικών νευρώνων της συμπαγούς μοίρας της μέλαινας ουσίας και την επακόλουθη έλλειψη ντοπαμίνης στο ραβδωτό σώμα. Αν και τα υποκείμενα αίτια της νόσου παραμένουν άγνωστα, στο πλαίσιο της εργασίας παρουσιάζονται οι κυριότεροι μηχανισμοί που έχουν προταθεί στην προσπάθεια σύνδεσης της παθολογίας των βασικών γαγγλίων και της συμπτωματολογίας της νόσου του Parkinson και οι οποίοι ποικίλουν σε νευροφυσιολογικό επίπεδο.Η εν τω βάθει εγκεφαλική διέγερση έχει καθιερωθεί τις τελευταίες δύο δεκαετίες ως θεραπευτική μέθοδος για τους ασθενείς με νόσο του Parkinson εξαιτίας της θεαματικής αποτελεσματικότητάς της στην ανακούφιση των συμπτωμάτων της νόσου. Ωστόσο, δεν έχει γίνει ακόμα κατορθωτή η πλήρης αποσαφήνιση των μηχανισμών μέσω των οποίων η DBS δύναται να ασκεί τις θεραπευτικές της ιδιότητες. Στα πλαίσια της προσπάθειας ερμηνείας των αποτελεσμάτων της DBS έχουν προκύψει διάφορες υποθέσεις, οι κυριότερες εκ των οποίων παρουσιάζονται, αναλύονται και συγκρίνονται στο 3ο κεφάλαιο.Με σκοπό την εφαρμογή και τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας κάθε υπόθεσης, εφαρμόστηκε ένα μοντέλο πληθυσμιακού επιπέδου το οποίο προσομοιώνει τη λειτουργία των βασικών γαγγλίων στο οποίο ενσωματώθηκε η λειτουργία του θαλάμου. Το μοντέλο αρχικά τέθηκε σε παρκινσονική κατάσταση μέσω της μεταβολής των πλατών και των χρονικών σταθερών των μετασυναπτικών δυναμικών αποκαλύπτοντας παράλληλα την σημασία των συγχρονισμένων ταλαντώσεων στο δίκτυο των βασικών γαγγλίων και πιο συγκεκριμένα στον κλειστό βρόγχο που σχηματίζουν ο υποθαλαμικός πυρήνας και η εξωτερική μοίρα της ωχράς σφαίρας, στην εμφάνιση του παρκινσονισμού. Ακολούθως υλοποιήθηκε η επίδραση της DBS στο μοντέλο μέσω μιας επιπλέον εισόδου δυναμικού και μιας πολλαπλασιαστικής παραμέτρου στην έξοδο του υποθαλαμικού πυρήνα, και εξετάστηκε η απόκριση του μοντέλου επιλέγοντας τις κατάλληλες τιμές ή/και συναρτησιακές μορφές για τα επιπλέον στοιχεία που εισήχθησαν. Αναλύοντας τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, καταλήξαμε στο χαρακτηρισμό της υπόθεσης που θέλει την DBS μέσω ενός συνδιασμού αναστολής και ευόδωσης να αντικαθιστά την παθολογική έξοδο των πυρήνων με ένα πιο κανονικό μοτίβο πυροδότησης, ως την επικρατέστερη για την ερμηνεία των θεραπευτικών αποτελεσμάτων της DBS