Kích thích não sâu là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Kích thích não sâu (DBS) là phương pháp điều trị thần kinh xâm lấn bằng cách cấy điện cực vào vùng sâu trong não để điều chỉnh hoạt động thần kinh bất thường. Thiết bị DBS phát xung điện liên tục, không phá hủy mô não, giúp kiểm soát triệu chứng của các rối loạn như Parkinson, loạn trương lực và OCD.

Định nghĩa kích thích não sâu

Kích thích não sâu (Deep Brain Stimulation – DBS) là một phương pháp can thiệp thần kinh xâm lấn, trong đó các điện cực được cấy vào những vùng chức năng sâu trong não để truyền các xung điện có kiểm soát. Mục tiêu của DBS là điều chỉnh các hoạt động thần kinh bất thường gây ra bởi các rối loạn vận động hoặc tâm thần, thông qua sự điều biến có thể lập trình từ thiết bị bên ngoài. Phương pháp này không phá hủy mô não và thường được xem là đảo ngược được, vì điện cực có thể tắt hoặc điều chỉnh lại khi cần thiết.

DBS được sử dụng chủ yếu trong điều trị bệnh Parkinson, loạn trương lực cơ, run vô căn và một số rối loạn tâm thần như rối loạn ám ảnh cưỡng chế (OCD) kháng trị. Phương pháp này đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt từ năm 1997 và đến nay tiếp tục mở rộng chỉ định. DBS được đánh giá là một giải pháp trung gian giữa điều trị nội khoa và phẫu thuật phá hủy mô thần kinh.

Một số lợi ích chính của DBS:

  • Giảm triệu chứng lâm sàng dai dẳng khi thuốc không hiệu quả
  • Cải thiện chức năng vận động và chất lượng sống
  • Giảm nhu cầu sử dụng thuốc và tác dụng phụ liên quan
  • Cho phép điều chỉnh thông số kích thích cá nhân hóa

Các thành phần và cấu trúc hệ thống DBS

Một hệ thống DBS đầy đủ bao gồm ba thành phần chính:

  1. Điện cực (lead): được cấy vào vùng não mục tiêu, thường gồm 4 hoặc 8 tiếp điểm kim loại
  2. Dây nối (extension): chạy dưới da từ hộp sọ xuống ngực
  3. Bộ phát xung (IPG – Implantable Pulse Generator): thiết bị điện tử nhỏ gọn cấy dưới da vùng ngực

Thiết bị IPG được lập trình từ xa thông qua máy lập trình không dây, cho phép bác sĩ điều chỉnh cường độ, tần số, độ rộng xung và cấu hình cực. Các thông số này có thể điều chỉnh tùy theo triệu chứng lâm sàng và đáp ứng điều trị của bệnh nhân. Một số thiết bị mới cho phép kết nối Bluetooth và ghi nhận tín hiệu thần kinh ngược dòng.

Cấu trúc tổng quát:

Thành phần Vị trí Chức năng chính
Điện cực Nhân sâu trong não (STN, GPi,...) Truyền xung điện đến vùng đích
Dây nối Dưới da, từ đầu đến ngực Truyền tín hiệu giữa điện cực và IPG
Máy phát xung (IPG) Dưới da vùng ngực Phát xung điện theo lập trình

Các vùng não thường được kích thích

Tùy theo mục đích điều trị, bác sĩ lựa chọn vùng não khác nhau để đặt điện cực. Những vùng này đều thuộc cấu trúc nhân xám sâu, có vai trò điều hòa vận động, cảm xúc và hành vi. Việc xác định chính xác vị trí đích phụ thuộc vào hình ảnh cộng hưởng từ (MRI), lập kế hoạch không gian ba chiều và kinh nghiệm phẫu thuật.

Bảng dưới đây tóm tắt các vùng não đích theo từng rối loạn:

Rối loạn Vùng não đích Chức năng liên quan
Parkinson Nhân dưới đồi (STN), Globus Pallidus internus (GPi) Điều hòa vận động, giảm run và cứng cơ
Run vô căn VIM – Nhân bụng liên cầu sau của đồi thị Kiểm soát run ngoại biên
OCD VC/VS – Vỏ não – cầu nhạt – đồi thị Điều chỉnh hành vi cưỡng chế và lo âu

Thông tin chi tiết về các vùng đích và cấu trúc giải phẫu có thể tham khảo tại NCBI Bookshelf – Deep Brain Stimulation.

Nguyên lý hoạt động và điều biến thần kinh

DBS tác động lên các cấu trúc thần kinh thông qua dòng điện có tần số cao (thường 130–185 Hz), làm thay đổi hoạt động của neuron tại chỗ và ảnh hưởng đến mạng lưới thần kinh liên vùng. Cơ chế chính xác vẫn chưa được hiểu hoàn toàn, nhưng các mô hình hiện tại đề xuất ba dạng điều biến:

  • Ức chế hoạt động neuron đích thông qua kích thích liên tục
  • Gián đoạn xung động bất thường giữa các mạng neuron
  • Thay đổi tính dẻo synapse và tái tổ chức mạng thần kinh

Một số mô hình toán học, như mô hình Hodgkin-Huxley, được sử dụng để mô phỏng điện thế màng tế bào thần kinh khi bị kích thích. DBS không chỉ tác động cục bộ mà còn ảnh hưởng đến các vòng lặp thần kinh dài, giúp điều chỉnh các tín hiệu thần kinh bất thường liên quan đến vận động và tâm trạng.

Nghiên cứu chi tiết về cơ chế điều biến có thể đọc thêm tại Frontiers in Systems Neuroscience – Mechanisms of DBS.

Hiệu quả lâm sàng và chỉ định điều trị

Kích thích não sâu đã được chứng minh là phương pháp điều trị hiệu quả cho một số rối loạn thần kinh trung ương mạn tính, đặc biệt là bệnh Parkinson giai đoạn trung bình đến muộn. Nhiều nghiên cứu lâm sàng ngẫu nhiên đối chứng (RCTs) đã xác nhận khả năng cải thiện rõ rệt các triệu chứng vận động như run, cứng cơ, chậm vận động và rối loạn tư thế sau DBS. Bệnh nhân thường có thể giảm đáng kể liều dùng levodopa sau khi cấy ghép DBS.

Trong các chỉ định mở rộng, DBS cũng cho thấy hiệu quả đáng kể ở bệnh nhân loạn trương lực cơ kháng trị, run vô căn nặng và rối loạn ám ảnh cưỡng chế (OCD) không đáp ứng thuốc. DBS cho OCD được FDA phê duyệt theo chương trình Humanitarian Device Exemption (HDE) do tính chất hiếm và mức độ nặng của bệnh.

Một số chỉ định được khuyến nghị:

  • Parkinson có biến chứng vận động không kiểm soát được bằng thuốc
  • Run vô căn làm mất chức năng tay
  • Loạn trương lực cơ tổng quát hoặc cục bộ không đáp ứng với botulinum toxin
  • OCD kéo dài trên 5 năm, đã thất bại với ≥3 thuốc và trị liệu hành vi nhận thức

Biến chứng và tác dụng phụ

Dù DBS là kỹ thuật an toàn với tỷ lệ thành công cao, nhưng không tránh khỏi một số biến chứng. Biến chứng chia làm hai nhóm: phẫu thuật và chức năng. Biến chứng phẫu thuật bao gồm xuất huyết nội sọ (0.5–2%), nhiễm trùng tại vị trí cấy (2–4%), sai vị trí điện cực hoặc đứt dây nối. Các biến chứng chức năng thường liên quan đến thông số kích thích hoặc phản ứng sinh lý cá nhân.

Các tác dụng phụ thường gặp:

  • Rối loạn giọng nói (dysarthria), cảm giác ngứa hoặc dị cảm
  • Trầm cảm, lo âu hoặc mất ổn định cảm xúc
  • Thay đổi hành vi, như tăng cường xung động
  • Co giật (hiếm gặp)

Đa số tác dụng phụ này có thể cải thiện bằng cách điều chỉnh lại tần số, điện áp, vị trí cực hoạt động hoặc thay đổi chế độ kích thích. Báo cáo biến chứng chi tiết được tổng hợp trong nghiên cứu tại JAMA Neurology – Adverse Effects of DBS.

Các công nghệ DBS thế hệ mới

Tiến bộ công nghệ đã thúc đẩy sự ra đời của các hệ thống DBS thế hệ mới nhằm nâng cao hiệu quả và giảm thiểu tác dụng phụ. Trong đó, hệ thống DBS phản hồi (adaptive DBS hay closed-loop DBS) sử dụng cảm biến để đo lường hoạt động điện sinh học như sóng beta trong nhân dưới đồi, từ đó tự điều chỉnh cường độ kích thích theo thời gian thực. Điều này giúp giảm tiêu thụ pin và cải thiện chất lượng điều trị.

Các công nghệ hiện đại đáng chú ý:

  • Điện cực hướng (directional leads): cho phép định hướng dòng điện theo chiều mong muốn, tăng độ chính xác kích thích và giảm tác dụng phụ
  • Pin sạc lại: có tuổi thọ trên 15 năm, giảm số lần phẫu thuật thay IPG
  • Kết nối không dây: cho phép theo dõi và lập trình từ xa thông qua thiết bị cầm tay hoặc ứng dụng chuyên dụng

Những cải tiến này đang được áp dụng lâm sàng trong các hệ thống DBS của các hãng như Medtronic (Percept PC), Boston Scientific (Vercise), và Abbott (Infinity).

Triển vọng nghiên cứu và ứng dụng tương lai

Kích thích não sâu không chỉ là công cụ điều trị mà còn là mô hình lý tưởng để nghiên cứu cấu trúc và chức năng của não bộ người. Các nghiên cứu đang mở rộng ứng dụng DBS vào các lĩnh vực như trầm cảm kháng trị, nghiện chất, béo phì, hội chứng Tourette và Alzheimer. Trong một số thử nghiệm, DBS đã cho thấy hiệu quả lâm sàng đầy hứa hẹn ở bệnh nhân trầm cảm nặng không đáp ứng với các liệu pháp tiêu chuẩn.

Triển vọng tương lai của DBS bao gồm:

  • Tích hợp với trí tuệ nhân tạo để phân tích dữ liệu thần kinh và tối ưu hóa kích thích
  • Kết hợp với công nghệ cảm biến não (brain sensing) để tạo thành hệ thống phản hồi hoàn toàn tự động
  • Ứng dụng trong giao diện não – máy (brain-computer interface) để hỗ trợ vận động hoặc phục hồi sau đột quỵ

Những phát triển này đang được đẩy mạnh tại các trung tâm nghiên cứu như Mayo Clinic, Stanford Neurosciences Institute và BRAIN Initiative của NIH. Tham khảo bài viết tổng quan tại Nature Reviews Neuroscience – Future Directions of DBS.

Tài liệu tham khảo

  1. Benabid, A. L., et al. (2009). Deep Brain Stimulation: Past, Present, and Future. Nature Reviews Neuroscience, 10(3), 204–216.
  2. Lozano, A. M., et al. (2019). Deep brain stimulation: Current challenges and future directions. Nature Reviews Neurology, 15(3), 148–160.
  3. Kringelbach, M. L., et al. (2007). Translational principles of deep brain stimulation. Nature Reviews Neuroscience, 8(8), 623–635.
  4. NCBI Bookshelf – Deep Brain Stimulation
  5. Frontiers in Systems Neuroscience – Mechanisms of DBS
  6. JAMA Neurology – Adverse Effects of DBS
  7. FDA – Deep Brain Stimulation Devices
  8. Nature Reviews Neuroscience – Future of DBS

Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề kích thích não sâu:

Vai trò của Vùng Hạ Trán Đối Bên trong Phục Hồi Chức Năng Ngôn Ngữ sau Đột Quỵ Dịch bởi AI
Stroke - Tập 36 Số 8 - Trang 1759-1763 - 2005
Bối Cảnh và Mục Đích— Các nghiên cứu hình ảnh thần kinh chức năng đã chỉ ra sự kích hoạt của vùng hạ trán phải (IFG) trong chứng mất ngôn ngữ sau đột quỵ. Vẫn chưa rõ liệu sự kích hoạt này có cần thiết cho hiệu suất ngôn ngữ hay không. Chúng tôi đã thử nghiệm giả thuyết này trong một nghi...... hiện toàn bộ
#chứng mất ngôn ngữ sau đột quỵ #kích thích từ xuyên sọ lặp lại (rTMS) #kích hoạt IFG #chụp cắt lớp phát vị positron (PET) #lĩnh vực ngữ nghĩa #não chuyển hóa #khả năng bù trừ
Rối loạn Cân Bằng và Nói Vận Động ở Rung Tykhiếu Thao Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - Tập 8 - Trang 389-398 - 2009
Sinh bệnh học của rung tykhêu thao (ET) vẫn là chủ đề tranh luận. Nhiều dòng chứng cứ chỉ ra rằng ET liên quan đến rối loạn chức năng tiểu não. Mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là tìm ra chứng cứ xác nhận cho tuyên bố này bằng cách khảo sát các rối loạn cân bằng và ngôn ngữ ở bệnh nhân bị ET. Ngoài ra, tác động của kích thích não sâu (DBS) lên chức năng cân bằng và nói cũng được nghiên cứu. Một nh...... hiện toàn bộ
#rung tay #rối loạn chức năng tiểu não #kiểm soát cân bằng #ngôn ngữ vận động #kích thích não sâu
Mối liên hệ giữa vị trí tiếp xúc hoạt động với sự tăng cân sau khi kích thích não sâu vùng hạch dưới: một loạt các trường hợp Dịch bởi AI
BMC Neurology - - 2021
Tóm tắt Đặt vấn đề Sự tăng cân (WG) là một tác dụng phụ thường được báo cáo của kích thích não sâu vùng hạch dưới; tuy nhiên, cơ chế tiềm ẩn vẫn chưa rõ ràng. Vị trí các tiếp xúc hoạt động ảnh hưởng đến kết quả lâm sàng của kích thích não sâu vùng hạch dưới, nhưng không rõ liệu WG có liên quan trực ...... hiện toàn bộ
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ PHẪU THUẬT ĐẶT ĐIỆN CỰC KÍCH THÍCH NÃO SÂU ĐIỀU TRỊ BỆNH LÝ PARKINSON VÔ CĂN TẠI BỆNH VIỆN VIỆT ĐỨC
Tạp chí Y học Việt Nam - Tập 503 Số 1 - 2021
Mục tiêu: Mô tả kết qủa 10 trường hợp bệnh nhân Parkinson vô căn được điều trị bằng phẫu thuật kích thích não sâu tại Bệnh viện Việt Đức từ tháng 1 năm 2016 đến tháng 5 năm 2020. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: mô tả tiến cứu, theo dõi dọc tất cả các trường hợp được chẩn đoán Parkinson vô căn và được phẫu thuật kích thích não sâu tại Bệnh viện Việt Đức. Kết quả: nam giới chiếm chủ yếu (70%), ...... hiện toàn bộ
#kích thích não sâu #nhân dưới đồi #vi điện cực #cộng hưởng từ #Parkinson vô căn
Đánh giá lâm sàng khách quan về rung, chậm vận động và cứng cơ trong phẫu thuật thần kinh định vị khi bệnh nhân tỉnh: một tổng quan Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - - 2024
Rung, chậm vận động và cứng cơ là những triệu chứng vận động incapacitating có thể được kiểm soát bằng phương pháp điều trị phẫu thuật thần kinh định vị như kích thích não sâu (DBS) và phẫu thuật triệt tiêu (ví dụ: thalamotomy, pallidotomy). Truyền thống, các lâm sàng phụ thuộc vào thang điểm đánh giá lâm sàng để đánh giá nội soi các triệu chứng vận động này trong quá trình phẫu thuật thần kinh đị...... hiện toàn bộ
#rung #chậm vận động #cứng cơ #phẫu thuật thần kinh định vị #đo lường điện tử #kích thích não sâu #phân tích dữ liệu
Tổ chức lại mạng lưới vận động trong tình trạng dystonia nửa người từ góc độ kích thích não sâu Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - Tập 9 - Trang 223-235 - 2014
Dystonia nửa người thường 'thứ phát' do các tổn thương cấu trúc trong các vòng cortico-striato-pallido-thalamic hoặc cerbello-thalamo-cortical. Kích thích não sâu vào nhân đuôi (GPi DBS) là một kỹ thuật đã được xác minh trong điều trị dystonia nguyên phát và vẫn đang được đánh giá cho dystonia thứ phát. Kết quả của DBS trong dystonia nửa người là hạn chế và không đồng nhất. Kiến thức bổ sung về sự...... hiện toàn bộ
#dystonia nửa người #kích thích não sâu #mạng lưới vận động #hình ảnh cộng hưởng từ chức năng #hoạt động não
Cân nhắc gây mê cho bệnh nhân có máy kích thích sâu não được cấy ghép trong quá trình phẫu thuật: một bài đánh giá và cập nhật Dịch bởi AI
Canadian Journal of Anaesthesia - Tập 64 - Trang 308-319 - 2016
Kích thích não sâu (DBS) có thể là một phương pháp điều trị hiệu quả cho bệnh nhân bị run cơ bản và bệnh Parkinson. Bài đánh giá này cung cấp cái nhìn tổng quan về cơ chế hoạt động của các thiết bị kích thích thần kinh và những tiến bộ gần đây trong công nghệ này, đồng thời trình bày hướng dẫn cập nhật về quản lý gây mê cho bệnh nhân có thiết bị kích thích thần kinh cấy ghép trong quá trình phẫu t...... hiện toàn bộ
#kích thích não sâu; bệnh Parkinson; gây mê; thiết bị kích thích thần kinh; quản lý gây mê
Các hiệu ứng tạm thời liên quan đến giới tính ở bệnh nhân Parkinson với kích thích vùng hạch nền dưới Dịch bởi AI
Deutsche Zeitschrift für Nervenheilkunde - Tập 257 - Trang 603-608 - 2009
Chưa có nhiều thông tin về tính hiệu quả và an toàn lâu dài liên quan đến giới tính sau khi cấy ghép kích thích sâu vùng hạch nền dưới (STN DBS) cho bệnh Parkinson (PD), mặc dù một số khác biệt có thể được mong đợi như đã được nêu ra trong một báo cáo ngắn hạn gần đây. Chúng tôi đánh giá các khác biệt có thể liên quan đến giới tính trong kết quả lâm sàng và sự tiến triển của bệnh trong khoảng thời...... hiện toàn bộ
#Parkinson #kích thích não sâu #giới tính #kết quả lâm sàng #phản ứng thuốc
Những phát hiện nội soi thanh quản đặc trưng ở bệnh nhân Parkinson sau khi được kích thích não sâu nhân dưới đồi và mối liên hệ của nó với rối loạn giọng nói Dịch bởi AI
Journal of Neural Transmission - Tập 122 - Trang 1663-1672 - 2015
Rối loạn giọng nói và tiếng nói là một trong những tác dụng phụ phổ biến nhất ở bệnh nhân Parkinson (PD) được điều trị bằng kích thích não sâu nhân dưới đồi (STN-DBS). Tuy nhiên, sinh lý bệnh của rối loạn giọng nói và chức năng thanh quản sau khi kích thích STN-DBS vẫn chưa rõ ràng. Chúng tôi đã đánh giá 47 bệnh nhân PD (22 bệnh nhân được điều trị bằng STN-DBS hai bên (PD-DBS) và 25 bệnh nhân được...... hiện toàn bộ
#Rối loạn giọng nói #bệnh Parkinson #kích thích não sâu #chức năng thanh quản #nội soi thanh quản
Tremor thiết yếu: Tình trạng hiện tại Dịch bởi AI
Der Nervenarzt - Tập 89 - Trang 394-399 - 2018
Tremor thiết yếu được định nghĩa trong phân loại mới như một hội chứng tremor với hành động tremor đơn triệu chứng nổi bật ở cả hai bàn tay. Về nguyên nhân, có thể có nhiều bệnh khác nhau, trong đó một số bệnh di truyền đơn đã được biết đến. Khi các triệu chứng bổ sung xuất hiện mà không định nghĩa một hội chứng mới, chẳng hạn như rối loạn tư thế hoặc rối loạn đi tandem, chẩn đoán "tremor thiết yế...... hiện toàn bộ
#tremor thiết yếu #hội chứng tremor #di truyền học #điều trị #kích thích não sâu
Tổng số: 31   
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4