Modulační účinky hluboké mozkové stimulace na mozkovou kortikální aktivitu

Hluboká mozková stimulace (DBS) je standardní léčba Parkinsonovy choroby (PD) a třesu schválená FDA a za posledních 20 let bylo na klinice v Clevelandu implantováno více než 1 000 pacientů. Terapie zahrnuje stereotaktickou implantaci jedné nebo více elektrod do specifických senzomotorických oblastí mozku, přičemž každá elektroda se skládá z pole čtyř až osmi kontaktů. Proximální konec elektrody je tunelován k implantabilnímu pulznímu generátoru (IPG) umístěnému pod kůží hrudníku. Po operaci zdravotnický pracovník pečlivě naprogramuje IPG: úpravu místa dodání (tj. výběr kontaktu) a titraci frekvence, amplitudy a šířky stimulačních pulzů, aby se maximalizoval terapeutický přínos a zároveň se minimalizovaly jakékoli vedlejší účinky. Předpokládá se, že chronická elektrická stimulace cílové oblasti má jak lokální, tak i celookruhové účinky, jejichž konečným účinkem je narušení patofyziologické nervové aktivity přítomné v kortikálních i subkortikálních oblastech mozku, o nichž se předpokládá, že jsou základem manifestace onemocnění.

Aktivity spojené se studiem začnou v dopoledních hodinách, účastníci se budou hlásit na pultu ambulance Centra neurologické rehabilitace v budově S. Účastníci s diagnózou Parkinsonovy choroby budou požádáni, aby se dostavili v „prakticky definovaném stavu VYPNUTO“ (tj. přijdou na testování poté, co užili léky na PD jako obvykle do půlnoci předchozího dne a žádné ráno v den testování) . Aby se minimalizovala rizika mimo medikaci, bude pacientům s PD nabídnuta možnost bezplatně zůstat přes noc v hotelu v kampusu. Pacientům bude poskytnut oběd a další přestávky na odpočinek podle potřeby po celý den.

Technik aplikuje buď Ag/AgCl klinické elektrody na temeni hlavy, nebo elastickou čepici předem naplněnou elektrodami, načež bude po zbytek studie monitorována a zaznamenávána elektroencefalografická (EEG) aktivita. Účastníci podstoupí počáteční vyhodnocení prahu stimulace, aby se stanovily prahy senzomotorických vedlejších účinků souvisejících s DBS.

Po celou dobu testování budou účastníci pohodlně sedět v tiché místnosti. Nepřetržité EEG a EMG záznamy budou pořizovány tak, jak jsou parametry IPG pacientů systematicky upravovány (tj. změny pulzní frekvence, amplitudy, šířky a aktivních kontaktů) s pacientem v klidu a pro specifická nastavení opět v době, kdy pacient provádí jednoduchý, nepřetržitý motorický úkol využívající horní končetinu (např. počítačově generované sinusové sledování). Zrakové a sluchové evokované potenciály budou vyvolány pomocí stimulů dodávaných prostřednictvím brýlí (nebo jiného zdroje světla) a sluchátek. Somatosenzorické evokované potenciály budou vyvolány prostřednictvím elektrické stimulace n. tibialis medianus nebo posterior s použitím standardních klinických technik při přibližně 125 % motorického prahu. Potenciální úkoly související s událostmi budou zahrnovat jednoduché a volitelné reakční doby, NoGo, stejně jako sluchové podivné úkoly opakované v jedné nebo více podmínkách DBS. Všimněte si, že přesné pořadí podávání testu může být randomizováno, aby se minimalizovaly účinky pořadí. Všimněte si také, že pacienti s diagnózou PD budou instruováni, aby si vzali svou obvyklou dávku anti-PD medikace přibližně v polovině testovacího sezení, po kterém bude opakována podskupina evokovaného potenciálního testování.

V této studii budou výzkumníci používat několik neinvazivních fyziologických metrik, včetně skalpové elektroencefalografie a povrchové elektromyografie, k charakterizaci časoprostorového vzoru kortikální a kortikomuskulární modulace spojené s terapeutickými, neterapeutickými a vedlejšími účinky vyvolávajícími parametry DBS. řešit konkrétní cíle.