Nová paradigmata hluboké mozkové stimulace pro pohybové poruchy

Experimentální design bude zahrnovat postupy pro řešení každého konkrétního cíle, přičemž většina bude zahrnovat přístup v rámci subjektu, který zkoumá účinek různých úrovní léčby (např. žádná terapie, tradiční DBS, nová DBS) na neurologické funkce, včetně závislých proměnných odvozených od testy motorických a kognitivních funkcí. Tento přístup se rozšíří také na elektrofyziologická data; kde bude u každého subjektu kvantifikován relativní účinek každé úrovně léčby na spontánní (např. klidový výkon v beta a gama pásmu) a související s úkolem (tj. vyvolané nebo s událostmi související potenciální latence a amplitudy) mozkové rytmy a dále agregované pro charakterizaci účinků na úrovni skupiny (viz analýza údajů níže).

Před operací podstoupí účastníci další zobrazovací procedury mozku, aby charakterizovali anatomickou a funkční konektivitu oblasti mozku, na kterou se zaměříme během umístění chirurgické elektrody a mozkové kůry. Další zobrazovací sady budou zahrnovat DTI a funkční MRI skeny v klidovém stavu, které přidají dalších 30–45 minut ke standardní péči předoperační klinické MR procedury.

Podle standardní péče umístění elektrody DBS do cílové oblasti mozku bude přístup k elektrodě pro činnosti související se studií dosaženo připojením jednorázového nástavce na konec elektrody, který je uložen subkutánně, extrakraniálně. Jednorázový nástavec pak bude tunelován na místo vzdálené od ordinace, aby se minimalizovalo riziko kontaminace trvale implantovaného hardwaru. Záznamové zařízení bude poté připojeno k externalizovanému rozšíření, což umožní dodání DBS související se studiem a záznam lokálních potenciálů pole (LFP) z cílové oblasti mozku.

Aktivity související se studií začnou třetí ráno po operaci DBS, aby se pacientovi poskytl čas na zotavení z implantačního postupu (zahájení může být odloženo, pokud je další zotavení považováno za oprávněné na základě konzultace s týmem klinické péče). Očekává se, že testování studie bude pokračovat do 9. dne po implantaci, přičemž 10. den po implantaci se provede druhý standardní implantační zákrok DBS. Během období externalizace se subjekty budou podílet na každodenních úlohách sběru dat po dobu až 8 hodin denně, přičemž činnosti související se studiem budou prováděny v krátkých segmentech, rozdělených do dopoledních a odpoledních sezení. Jakmile je testování dokončeno v provozně definovaném stavu medikace VYPNUTO, bude pacientům umožněno užít si obvyklou dávku léků a testování bude pokračovat. Do každého testovacího bloku budou zahrnuty časté doby odpočinku, aby se minimalizovaly účinky únavy a zlepšila se kvalita dat. Elektrofyziologické záznamy mohou být také prováděny, když pacient není v laboratoři, včetně noci během spánku, pomocí přenosného záznamového zařízení a monitorů aktivity, které připomínají pouzdro. Záznamy budou prováděny buď pomocí komerčně dostupného systému víčkových elektrod, který je dočasně umístěn během každého experimentálního sezení, nebo pomocí standardních pohárkových elektrod připevněných k pokožce hlavy pomocí jedné ze standardních metod (tj. kolodia nebo elektrodové pasty). Pokud jsou použity kolodiové elektrody, zůstanou kolodiové elektrody na pacientovi několik dní v řadě až do doby trvání externalizace. Budou prováděny denní kontroly, aby byla zajištěna integrita rozhraní elektrod a elektrody budou podle potřeby znovu gelovány nebo znovu aplikovány.

Denní aktivity související se studiem v laboratoři budou zahrnovat 1) spontánní záznamy pořízené s pacientem v klidu, 2) motorické a kognitivní záznamy synchronizované s úkoly a 3) somatosenzorické evokované potenciály a 4) evokované potenciály vyvolané přímou stimulací hlubokého cílová oblast mozku. První den testování může být provedena kontrola monopolárního prahu, podobná tomu, která se provádí jako součást standardního programování klinické péče DBS. To zahrnuje pečlivou titraci nastavení elektrické stimulace dodávané přes svod DBS, aby se určily prahové hodnoty pro senzomotorické a jiné vedlejší účinky a pomůže to nastavit horní limity stimulace dodávané jako součást experimentálních postupů. Kromě toho bude tento proces použit k charakterizaci terapeutických přínosů odvozených z DBS. Ve všech případech bude stimulace omezena na méně než schválený bezpečnostní limit hustoty náboje 30 mikrocoulombů/cm2 na fázi. V určité dny mohou být pacienti požádáni, aby dorazili na místo testu po nočním hladovění od svých anti-PD léků, aby se charakterizoval účinek dopaminergních léků na experimentální odpovědi. A konečně, denní rozvrhy mohou být změněny na základě únavy pacienta a také potenciálních konfliktů v plánování (např. dostupnost MRI nebo MEG) a celkový počet dní, kdy je pacient externalizován, může být zkrácen podle uvážení chirurgického týmu, včetně potřeby přizpůsobit plánování operačních sálů.

Minimálně šest měsíců po operaci budou účastníci požádáni, aby se vrátili na následnou, přibližně 4hodinovou výzkumnou návštěvu k vyhodnocení terapeutických výsledků. Konkrétně budou pacienti požádáni, aby se vrátili do laboratoře hlavního kampusu po celonočním hladovění od svých antiparkinsonických léků. Během této návštěvy bude pomocí zaslepeného skórování pomocí dílčích škál MDS hodnocena účinnost pacientova standardního nastavení programování DBS (tj. nastavení nastavená jeho ošetřujícím lékařem jako součást jeho rutinní pooperační klinické péče). -Unified Parkinson's Disease Rating Scale (MDS-UPDRS).