Hành Trình Điều Trị Ăn Quá Mức và Nghiện—Với Sự Giúp Đỡ của Sự Giật Điện Não

Não bộ liên tục pulsed với điện. Những xung điện nhanh chóng, được truyền từ neuron này sang neuron khác, thúc đẩy suy nghĩ, hành vi và nhận thức của thế giới xung quanh chúng ta. Mạng lưới neuron tạo thành các mạch, khi được kích hoạt, thực hiện các chức năng cụ thể. Đôi khi, hệ thống dây điện phức tạp này bị lệch hướng, điều này có thể là một yếu tố trong các rối loạn thần kinh và tâm thần. Nhưng liệu có thể khôi phục nhịp của những mạch này với một loại nút cài đặt lại như thế nào?

Đó là ý tưởng đằng sau kỹ thuật kích thích sâu não, một phương pháp cung cấp những giọt nhỏ điện đến mô não thông qua các điện cực được cấy. DBS tương tự như một máy nhồi máy tim, nhưng thay vì kiểm soát nhịp tim bất thường, nó sử dụng điện để ổn định hoạt động mạch não không đều. Trong ba thập kỷ qua, nó đã được sử dụng để điều trị bệnh Parkinson; trong những năm gần đây, nó đã được phê duyệt để điều trị một số rối loạn chuyển động khác, bao gồm động kinh nặng. Sự thành công của nó trong quản lý những điều kiện này đã kích thích sự quan tâm áp dụng nó vào các tình trạng tâm thần khó điều trị. Trong vài tháng gần đây, ba nhóm nghiên cứu khác nhau đã công bố bài báo nói về tiềm năng của nó trong điều trị rối loạn ăn, nghiện rượu và rối loạn giao cảm buộc—nhưng vẫn còn nhiều điều chưa biết.

“Chúng ta chỉ hiểu rõ nhiều hơn về hệ thống motor hơn so với những hệ thống phức tạp hơn có liên quan đến cảm xúc, suy nghĩ và cảm giác. Chúng nằm ở các khu vực não khác nhau,” Sameer Sheth, một bác sĩ phẫu thuật não tại Baylor College of Medicine nghiên cứu về DBS và đồng tác giả của một bài báo đánh giá gần đây về việc sử dụng nó trong điều trị rối loạn giao cảm buộc nói. “Càng tốt chúng ta hiểu về những mạch này, càng có cơ hội tốt hơn để sử dụng các phương pháp điều trị như DBS để khôi phục những mạch đó.”

Kỹ thuật kích thích sâu não đòi hỏi bác sĩ phẫu thuật khoan những lỗ có kích thước của đồng nickel ở mỗi bên của đầu để chèn một điện cực giống như kim vào mỗi bán cầu não. Đầu mỗi điện cực phát sóng xung điện từ một máy kích thích có pin được cấy vào ngực. (Hai thiết bị này được kết nối bằng một dây dưới da.) Nơi mà điện cực được đặt trong não phụ thuộc vào điều bác sĩ muốn điều trị. Đối với Parkinson, các điện cực được đặt vào trung tâm vận động của não.

Nói một cách khác, phương pháp này là cực kỳ rủi ro và không phải cho tất cả mọi người. “Nó là invasive; nó đòi hỏi phẫu thuật não. Bạn không muốn làm điều này nếu bạn có thể sửa vấn đề một cách dễ dàng, nhanh chóng và tốt hơn với cái gì khác,” Mark George nói, người tiên phong trong một dạng kích thích não không xâm lấn gọi là kích thích từ xa bằng nam châm và là giáo sư khoa tâm thần học, chụp cắt và thần kinh tại Đại học Y Khoa Nam Carolina. “Nhưng nó không nằm ngoài khả năng đối với nhóm người mà các phương pháp truyền thống không có tác dụng. Và đó là một nhóm lớn.”

Phương pháp này được sử dụng trong Parkinson khi thuốc không còn hiệu quả trong việc kiểm soát run, cứng và chậm rãi. Đối với các tình trạng tâm thần nặng, các tác giả của những bài báo gần đây nói, nó có thể giúp những người không phản ứng với liệu pháp trò chuyện, thuốc, hoặc các liệu pháp khác. Trong một nghiên cứu được công bố vào tháng 8 trong Nature Medicine, các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đã thử nghiệm DBS như một phương pháp điều trị cho hai người béo phì nặng mắc rối loạn ăn quá mức. Cả hai đã trải qua phẫu thuật tránh dạ dày và thử nghiệm các loại thuốc và liệu pháp hành vi nhưng tăng cân trở lại và không thể ngừng ăn quá mức.

Casey Halpern, giáo sư kỹ thuật phẫu thuật não tại Penn Medicine là người dẫn dắt nghiên cứu, đang nhắm đến một phần của não gọi là nhân xác nhận, liên quan đến việc xử lý niềm vui và thưởng. Trong một nghiên cứu trước đó trên chuột, nhóm của Halpern đã tìm thấy một tín hiệu đặc biệt trong khu vực này—”một sóng chậm,” như anh gọi đó—đi trước các kỳ ăn quá mức nhưng không phải là ăn bình thường, và anh ấy muốn xem liệu sóng này có thể phát hiện được ở những người mắc rối loạn hay không.

Sau khi các điện cực được cấy, hai người tham gia nghiên cứu đến một phòng thí nghiệm để kiểm tra ban đầu. Họ được trình bày với thức ăn ưa thích có năng lượng cao, bao gồm kẹo và thức ăn nhanh, để các nhà nghiên cứu có thể ghi lại tín hiệu não của họ trước khi ăn. Sau đó, ở nhà, họ sống với các cụm cắm trong vòng sáu tháng tiếp theo—tại thời điểm này, các thiết bị chỉ ghi lại hoạt động não mà không phát điện kích thích nào. Người tham gia ghi chú hàng ngày khi họ trải qua sự mong đợi về thức ăn. Như trong thí nghiệm chuột, điện cực của họ đã phát hiện ra chữ ký sóng chậm giống nhau trước khi họ có một kỳ ăn quá mức.

Đối với người sử dụng DBS mắc bệnh Parkinson, kích thích của điện cực là liên tục. Mặc dù DBS có thể hoạt động trong những bệnh nhân này trong 15 năm trở lên, nó có thể trở nên kém hiệu quả khi não trở nên chịu đựng với những ảnh hưởng của nó. Để ngăn chặn điều này, Halpern và các nhóm nghiên cứu khác đang thử nghiệm việc cung cấp những xung điện ngắn chỉ khi cần. Trong nghiên cứu chuột, Halpern và đội của anh đã kích thích nhân xác nhận chỉ khi hoạt động não liên quan đến “sóng chậm” liên quan đến ham muốn xảy ra, và họ phát hiện ra rằng động vật ăn ít hơn nhiều so với khi cho phép ăn tự do.

Halpern và đội của anh thử nghiệm cùng một phương pháp trong hai người tham gia nghiên cứu. Sau sáu tháng thu thập tín hiệu não, các nhà nghiên cứu bật kích thích, thiết lập nó xảy ra chỉ khi điện cực phát hiện sự bắt đầu của một kỳ ăn quá mức. Trong sáu tháng tiếp theo, các thiết bị kích thích mỗi người trong khoảng 10 phút mỗi ngày. Đến cuối nghiên cứu, người tham gia báo cáo ít kỳ ăn quá mức hơn, và mỗi người giảm khoảng 11 pounds. Một trong hai người cải thiện đến mức không còn đáp ứng tiêu chí của rối loạn.

“Sự cải thiện trong việc tự kiểm soát là đáng chú ý,” Halpern nói. “Đặc biệt, theo thời gian, tín hiệu ham muốn mà chúng tôi xác định đã giảm đối với những bệnh nhân này, sao cho nó không còn thường xuyên. Có thể là chúng ta đang tái đào tạo mạch để hoạt động theo cách bình thường hơn.”

Tất nhiên, một thí nghiệm dựa trên hai người không chứng minh rằng phương pháp này sẽ có ứng dụng rộng rãi, nhưng Halpern và đội của anh hiện đã có sự đồng thuận từ Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ để thử nghiệm DBS trên nhiều bệnh nhân hơn mắc rối loạn ăn quá mức và đang tuyển dụng họ cho một thử nghiệm lớn hơn. Halpern nói rằng hai người tham gia ban đầu đã quyết định tiếp tục sử dụng thiết bị vì tác động đã rất tích cực.

Kích thích nhân xác nhận cũng đang được nghiên cứu để điều trị nghiện rượu. Trong một nghiên cứu nhỏ tại Toronto, các nhà nghiên cứu đã cấy ghép điện cực vào sáu người đã uống từ sáu đến 18 ly rượu mỗi ngày trong nhiều năm. Không có ai có thể dừng lại việc uống mặc dù đã sử dụng thuốc, tâm lý trị liệu và lưu trú tại các cơ sở tái hấp thụ. Sau 12 tháng kích thích liên tục, người tham gia báo cáo ít ham muốn hơn và lượng rượu họ tiêu thụ hàng ngày giảm từ trung bình 10 ly xuống còn 3, theo kết quả được công bố vào tháng 7 trong tạp chí Molecular Psychiatry.

“Có thể là kích thích nhân xác nhận đã thay đổi mạch nhận thưởng trong não sao cho nó giảm âm lượng của ham muốn hưởng thụ mà bệnh nhân mắc rối loạn sử dụng rượu cảm nhận khi họ nhìn thấy hoặc ở gần đồ uống có cồn,” Nir Lipsman, nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu và bác sĩ phẫu thuật não tại Trung tâm Khoa học Y tế Sunnybrook, nói.

Lipsman hy vọng sẽ thực hiện một thử nghiệm lớn để xác nhận kết quả. Nhóm của anh cũng quan tâm đến việc tìm chữ ký não liên quan đến ham muốn uống rượu để kích thích chỉ cần được áp dụng vào những thời điểm cụ thể.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu trong lĩnh vực DBS cho rằng nhiều bệnh tâm thần cuối cùng có thể phản ứng tích cực với phương pháp này. Ví dụ, đánh giá tháng 9 của Sheth trong Tạp chí Nhi khoa, Phẫu thuật não và Tâm thần học về 34 nghiên cứu về DBS để điều trị rối loạn ám ảnh cưỡng chế. Qua 352 bệnh nhân, anh kết luận rằng nó hiệu quả đối với 66% số họ.

Tuy nhiên, có những thách thức trong việc mở rộng phương pháp điều trị này. Một số rối loạn tâm thần như loạn ăn hoặc loạn ăn nôn khó tái tạo trên chuột. Điều này làm khó khăn trong việc tiến hành nghiên cứu trên con người. Và vì bác sĩ sẽ nhắm vào các phần khác nhau của não tùy thuộc vào rối loạn, các cơ quan quản lý muốn đảm bảo phương pháp an toàn tại từng khu vực trước khi cho phép thử nghiệm lớn trên con người. “Quan trọng là nhận thức rằng điều này bắt đầu từ các nghiên cứu trên chuột được kiểm soát và lên lịch rất tốt,” Halpern nói. “Chúng tôi không phải làm mổ trực tiếp vào não người mà không qua chuột.”

Các thử nghiệm cũng đắt đỏ - tốn khoảng 100.000 đô la cho mỗi bệnh nhân - và đòi hỏi phẫu thuật phức tạp mang theo những rủi ro cho người tham gia. Nhiễm trùng có thể xảy ra sau phẫu thuật hoặc phát triển sau này tại nơi cấy ghép điện cực. Một điện cực bị đặt sai vị trí, hoặc tần số kích thích cao, có thể gây ra thay đổi trong tâm trạng. (Một trong những bệnh nhân thử nghiệm ở Toronto trở nên cáu kỉnh hơn sau khi được cấy ghép não. Khi các nhà nghiên cứu giảm điện áp, tâm trạng của bệnh nhân ổn định lại.) Những thách thức này khiến các nghiên cứu thường nhỏ và thiếu một nhóm placebo, làm cho việc rút ra kết luận tổng quát về hiệu quả trở nên khó khăn.

Họ cũng cần diễn ra trong thời gian dài để những nghiên cứu có thể chính xác ghi lại tác động của kích thích - nhưng nếu bệnh nhân không có vẻ cải thiện, việc bảo vệ một cuộc thử nghiệm dài hạn có thể là khó khăn. Trong thập kỷ 2010, hai thử nghiệm DBS nổi tiếng để điều trị trầm cảm đã không cho thấy cải thiện. Trong nghiên cứu nhỏ hơn trong hai nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đo lường tỉ lệ phản ứng của bệnh nhân sau chỉ 16 tuần. Thử nghiệm lớn đã bị tài trợ sớm bởi nhà tài trợ của nó, St. Jude Medical, khi phân tích tạm thời cho thấy không có lợi ích so với một nhóm kiểm soát nhận thiết bị giả mạo.

Helen Mayberg, một nhà thần kinh học tại Hệ thống Y tế Mount Sinai ở New York, người đầu tiên sáng tạo ra việc sử dụng DBS trong trầm cảm và là một cố vấn cho nghiên cứu của St. Jude, nghĩ rằng quyết định dừng thử nghiệm sớm là một sai lầm. Nghiên cứu của bà trong thập kỷ qua đã chỉ ra rằng kích thích vùng dưới cầu não, còn được gọi là khu vực 25, có thể giảm nhẹ trạng thái trầm cảm nặng. Vùng này đóng vai trò trong sự ăn uống, tự trọng, giấc ngủ và xử lý nỗi buồn, và đã được phát hiện là hoạt động quá mức ở một số bệnh nhân mắc trầm cảm nặng.

Bà cũng nghĩ rằng vị trí của thiết bị ảnh hưởng đến hiệu suất của phương pháp điều trị. Bà nhớ lại một bệnh nhân của mình không cải thiện sau sáu tháng kích thích. Khi kiểm tra, điện cực không được đặt đủ sâu. Khi di chuyển đến vị trí đúng, triệu chứng của người đó bắt đầu cải thiện. “Chúng tôi nghĩ rằng điều đó chứng minh vị trí giải thích phần lớn sự biến đổi trong kết quả,” Mayberg nói.

Nhà sản xuất thiết bị Abbott, mua lại St. Jude Medical vào năm 2017, đang chuẩn bị cho một thử nghiệm mới. Hệ thống của Abbott đã được FDA chứng nhận là thiết bị đột phá vào tháng 7 như một phương pháp điều trị trầm cảm.

Tuy nhiên, vẫn còn những câu hỏi xoay quanh việc nào sẽ hưởng lợi từ DBS. Giống như Halpern, Mayberg và đội ngũ của bà đã thu thập ghi âm não từ bệnh nhân mắc trầm cảm nặng và tin rằng họ đã phân loại ra một dấu hiệu cụ thể cho thấy ai sẽ phản ứng tích cực với phương pháp điều trị. Nhưng các nhà nghiên cứu vẫn đang cố gắng bắt các tín hiệu tiềm ẩn cho các rối loạn tâm thần khác. “Đồng thời có sự hứa hẹn tuyệt vời này, nhưng đến nay vẫn là một tiềm năng chưa được hiện thực,” George nói.