Diepe hersenstimulatie als potentiële behandeling voor ernstige tinnitus

Piep in je oor

Iedereen heeft weleens een piep in het oor na een avond stappen. Wanneer deze piep aanhoudt noemen we het oorsuizen of tinnitus. Bij 14% van de bevolking is altijd een geluid aanwezig zonder externe geluidsbron [1]. Het gaat niet enkel om een piep, maar het kan ook een ander geluid zijn zoals een ruis, suis, brom of een combinatie van geluiden. Een klein deel van de personen met tinnitus lijdt zo ernstig onder het geluid dat hun dagelijks leven wordt verstoord. Deze personen kunnen last hebben van verschillende klachten zoals concentratieproblemen, emotionele disbalans, angst, depressie en/of slaapproblemen.

Dit kan zo hinderlijk worden dat personen met tinnitus hun gedrag gaan aanpassen om de tinnitus dragelijker te maken. Ze kunnen hierdoor bepaalde situaties, activiteiten en omgevingen gaan vermijden. Ondanks de impact van de tinnitus op een groot aantal mensen is er tot op heden geen curatieve behandeling. Bestaande behandelingen focussen voornamelijk op het verminderen van de bijkomende klachten zoals stress, depressie, angst en slaapproblemen.

Prikkelverwerking

Het onderliggende mechanisme van tinnitus in de hersenen is nog niet geheel bekend. De meest gangbare theorie is dat het gaat om een verstoring van de prikkelverwerking in het brein [2]. Ons brein verwerkt namelijk constant een grote hoeveelheid prikkels. Om te weten op welke prikkels we moeten reageren worden deze door de thalamus bestempeld als ‘belangrijk’ of ‘onbelangrijk’. Wanneer een prikkel in een bepaalde omgeving veel voorkomt, en dus te verwachten is, wordt deze als ‘onbelangrijk’ bestempeld en zullen de hersenen hier geen aandacht aan besteden [3]. Zo hoor je een klok niet tikken tot iemand je erop wijst. Een belangrijke prikkel daarentegen vraagt vaak actie, we willen hier iets mee doen of er iets aan veranderen. Zo schrik je bijvoorbeeld van een auto die toetert, omdat dit gevaar kan betekenen. Ook deze belangrijke prikkel kan na een tijd genegeerd worden (habituatie), denk maar aan het alarm van een auto die in de straat blijft afgaan.

Het is dus te verwachten dat een geluid dat steeds aanwezig is, zoals tinnitus, na een tijd ook als onbelangrijk bestempeld zal worden. Dit lijkt echter voor een klein aantal personen niet het geval. Bij personen met chronische tinnitus kan een overactiviteit in het auditieve gebied van de thalamus worden geobserveerd [3]. Het lijkt erop dat de thalamus te veel aandacht aan onbelangrijke auditieve prikkels geeft. Deze overactiviteit proberen we aan de hand van diepe hersenstimulatie (DBS) te verminderen. Bij proefdieren is een positief effect beschreven van DBS op het ‘tinnitus gedrag’ [5, 6, 7].

Diepe hersenstimulatie

Diepe hersenstimulatie is ontwikkeld als een techniek die in de eerste plaats toegepast werd bij bewegingsstoornissen. In 1997 werd dit voor het eerst goedgekeurd door de FDA als behandeling voor essentiële tremor en snel nadien ook de ziekte van Parkinson. In 2003 werd DBS ook goedgekeurd voor de behandeling van dystonie en in 2018 voor epilepsie. Ook neuropsychiatrische stoornissen, zoals obsessieve compulsieve stoornis, depressie en Gilles de la Tourette, werden onderzocht. De behandeling van obsessieve compulsieve stoornis werd in 2009 goedgekeurd. De behandeling van tinnitus door middel van DBS is experimenteel en valt dus buiten de CE-markering. Op het moment van goedkeuren van deze studie viel het gebruik buiten de AIMDD (Active Implantable Medical Device Directive) en werd goedkeuring verkregen door de Inspectie Gezondheidszorg en Jeugd en Medisch ethische toetsing commissie van het MUMC+ (NL67027.068.18) [8].

Tijdens de DBS-operatie worden onder lokale anesthesie beiderzijds elektroden gebracht in het auditieve gebied van de thalamus (Mediale Geniculate Body of MGB). Om in het juiste gebied terecht te komen wordt op voorhand een MRI-scan gemaakt die gebruikt wordt om het traject te bepalen waarbij rekening wordt gehouden met bijvoorbeeld bloedvaten. Net voor de operatie wordt onder lokale anesthesie een stereotactisch frame op het hoofd bevestigd. Een CT-scan wordt gemaakt met het frame en dit frame dient als referentiepunt voor de verdere operatie. De MRI en CT worden over elkaar gelegd om de exacte positie van de elektroden te bepalen. De elektroden die in deze studie gebruikt worden (model 3389 van Medtronic) hebben een diameter van 1.27 mm met vier ringvormige contactpunten van 1.5 mm hoog en 0.5 mm afstand.

Om meer te leren over de werking van dit auditieve hersengebied worden tijdens de operatie micro electrode metingen verricht terwijl er repetitief geluiden worden afgespeeld. Ook na de operatie werden, tijdens een korte periode waarin de electroden via een verlengkabel uit het hoofd staken, lokale veldpotentialen in combinatie met een elektro-encefalogram (EEG) gemeten, terwijl wederom verschillende soorten geluiden aangeboden werden.

Twee dagen later worden de elektroden, onder algehele anesthesie met een subcutane kabel achter het oor en langs de hals, verbonden met een neurostimulator (Activa PC van Medtronic met afmetingen 65 mm (h) x 49 mm (w) x 15 mm) die in de buik of onder het sleutelbeen wordt geplaatst. De neurostimulator is niet oplaadbaar en moet, afhankelijk van de gebruikte instellingen, na drie tot vijf jaar worden vervangen.

Na de operatie is er een periode van zes weken waarin de instellingen van de neurostimulator wekelijks worden aangepast om een optimale balans tussen behandeleffect en mogelijke bijwerkingen (die kunnen optreden bij een hogere intensiteit) te verkrijgen. Onze hypothese is dat de overactiviteit en daarmee ook het tinnitusgeluid zal worden verminderd. Mogelijke bijwerkingen hangen af van het hersengebied waarin gestimuleerd wordt. In het geval van de MGB kan het gaan om onder andere veranderd gehoor of tinnitusgeluid en veranderd of tintelend gevoel in een lichaamsdeel. Er kan zowel monopolair als bipolair worden gestimuleerd en de frequentie (2-250Hz met stappen van 5Hz), de pulsbreedte (60-450μs met stappen van 10μs) en de amplitude (0-10.5V met stappen van 0.05V of 0.1V) van de stroom kan worden aangepast. Door de verschillende parameters aan te passen kan het effect en de grootte van het gestimuleerde gebied beïnvloed worden. Binnen deze studie werden grenswaarden bepaald waarbinnen gestimuleerd kon worden (2-200Hz, 60-450 μs, 0-5V). De instellingen kunnen draadloos worden aangepast door te verbinden met de ‘physician programmer’. Daarnaast is er ook een ‘patient programmer’ waarmee de patiënt zelf voorgeprogrammeerde aanpassingen kan doorvoeren. Dit laatste is in de studie enkel mogelijk in overleg met de onderzoekers.

Van de eerste patiënt behandeld met DBS voor tinnitus, van wie de data beschikbaar is, zijn positieve effecten gemeten tot 1 jaar na de operatie [9]. Er traden geen ernstige bijwerkingen op. De vragenlijstscores, die tinnituslast en kwaliteit van leven, zijn fors verbeterd. Het gehoor is na de ingreep niet veranderd. Desondanks is het tinnitusgeluid niet geheel verdwenen. Alhoewel de eerste casus een hoopvol resultaat laat zien na één jaar, is het belangrijk te benadrukken dat het hier om de uitkomsten van slechts één patiënt gaat en dat er meer onderzoek bij een grotere groep en op langere termijn nodig is om aan te tonen of deze behandeling echt veilig en effectief is.

Conclusie

De behandeling van oorsuizen met diepe hersenstimulatie bevindt zich nog in een experimentele fase. Er zal nog jaren onderzoek nodig zijn alvorens dit als mogelijke reguliere behandeling ingezet kan worden. De precieze optimale instellingen zullen nog verder onderzocht moeten worden alsook de mogelijk wisselwerking met andere therapieën, zoals cognitieve gedragstherapie.

Referenties

1. Jarach CM, Lugo A, Scala M, et al. Global Prevalence and Incidence of Tinnitus: A Systematic Review and Meta-analysis. JAMA Neurol. 2022;79(9):888–900. doi:10.1001/jamaneurol.2022.2189
2. Mohebbi, M., Farhadi, M., Daneshi, A., & Mahmoudian, S. (2019). Toward an exploration of habituating to tinnitus: Perspectives on sensory gating. Journal of the American Academy of Audiology, 30(10), 896–903. https://doi.org/10.3766/jaaa.18038
3. Brinkmann, P., Kotz, S. A., Smit, J. V., Janssen, M. L., & Schwartze, M. (2021). Auditory thalamus dysfunction and pathophysiology in tinnitus: A predictive network hypothesis. Brain Structure and Function, 226(6), 1659–1676. https://doi.org/10.1007/s00429-021-02284-x
4. Berlot, E., Arts, R., Smit, J., George, E., Gulban, O. F., Moerel, M., Stokroos, R., Formisano, E., & De Martino, F. (2020). A 7 tesla fmri investigation of human tinnitus percept in cortical and subcortical auditory areas. NeuroImage: Clinical, 25, 102166. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2020.102166
5. Smit, J. V., Janssen, M. L. F., van Zwieten, G., Jahanshahi, A., Temel, Y., & Stokroos, R. J. (2016). Deep brain stimulation of the inferior colliculus in the rodent suppresses tinnitus. Brain Research, 1650, 118–124. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2016.08.046
6. van Zwieten, G., Jahanshahi, A., van Erp, M. L., Temel, Y., Stokroos, R. J., Janssen, M. L., & Smit, J. V. (2019). Alleviation of tinnitus with high-frequency stimulation of the dorsal cochlear nucleus: A rodent study. Trends in Hearing, 23, 233121651983508. https://doi.org/10.1177/2331216519835080
7. van Zwieten, G., Janssen, M. L. F., Smit, J. V., Janssen, A. M., Roet, M., Jahanshahi, A., Stokroos, R. J., Temel, Y. (2019). Inhibition of experimental tinnitus with high frequency stimulation of the rat medial geniculate body. Neuromodulation: Technology at the Neural Interface, 22(4), 416–424. https://doi.org/10.1111/ner.12795
8. van Zwieten G, Devos JVP, Kotz SA, Ackermans L, Brinkmann P, Dauven L, George ELJ, Janssen AML, Kremer B, Leue C, Schwartze M, Temel Y, Smit JV, Janssen MLF. A Protocol to Investigate Deep Brain Stimulation for Refractory Tinnitus: From Rat Model to the Set-Up of a Human Pilot Study. Audiol Res. 2022 Dec 31;13(1):49-63. doi: 10.3390/audiolres13010005.
9. Devos, J. V. P., Smit, J. V., George, E. L. J., Leue, C., Ackermans, L., Temel, Y., & Janssen, M. L. F. (2023). Effective treatment of refractory tinnitus by bilateral deep brain stimulation of the medial geniculate body of the thalamus: A case report. Brain Stimulation, 16(5), 1322–1324. https://doi.org/10.1016/j.brs.2023.08.016