Účinky STN DBS na kognitivní a mozkové sítě u pacientů s PD analyzované na základě EEG a fNIRS

V posledních letech se hluboká mozková elektrická stimulace (DBS) stala primární léčbou pro zlepšení klinických příznaků u pacientů s Parkinsonovou nemocí (PD) s převážně motorickým zpomalením po špatných účincích léků z konvenční medikamentózní terapie nebo po progresi onemocnění. Předchozí studie však byly kontroverzní při zkoumání toho, zda DBS-STN podporuje nebo zhoršuje kognitivní funkce u pacientů s PD. Předchozí studie zjistily, že DBS může ovlivnit výkonnou funkci u pacientů s PD a že specifické oblasti mozku úzce souvisejí s výkonnou funkcí. V této studii výzkumníci použili elektroencefalografickou funkční blízkou infračervenou spektroskopii (EEG-fNIRS) k získání konektivity mozkové sítě u subjektů a ke zkoumání možného vztahu mezi exekutivní funkcí a konektivitou mozkové sítě u pacientů s Parkinsonovou chorobou. Prozkoumat možnou konektivitu mozkové sítě ovlivňující provádění u DBS-STN a predikovat pooperační výkonnou funkci u pacientů s PD v DBS.

Mezi jednotlivými narušenými kognitivními doménami je nejčastější porucha exekutivních funkcí, která představuje více než 70 % případů, a častější je také poškození pozornosti, pracovní paměti a zrakově prostorových schopností. Zhoršená exekutivní funkce je nejcharakterističtější kognitivní poruchou u pacientů s PD, která souvisí s narušením integrity frontálně-striatálních kliček, vytvářející širokou škálu funkčních oblastí mozku, jako je frontální lalok, parietální lalok, cingulární gyrus, thalamus, substantia nigra a tak dále a klinicky se projevující jako zhoršená kognitivní flexibilita, plánování, tvorba konceptů, pracovní paměť a schopnost učení. Výkonná dysfunkce může vážně ovlivnit sociální chování pacientů, zejména při provádění složitějších úkolů, které vyžadují integraci více kroků v určitém pořadí.

Předchozí studie zjistily, že konektivita mozkové sítě ve specifických oblastech mozku úzce souvisí s kognitivními funkcemi, například existuje mnoho klinických studií založených na funkčních MRI signálech okysličení krve, ale kvůli špatné odolnosti vůči elektromagnetickému rušení pacienti s implantovanými elektrodami musí být vypnutý DBS, aby bylo možné provést MRI. Kvůli slabé antimotorické interferenci lze za podmínek DBS-off pro funkční MRI získat pouze některé motorické snímky a jednoduché pohyby prstů a funkční MRI byla důležitým problémem omezujícím výzkum kognitivní neurovědy kvůli svému nízkému časovému rozlišení a jeho neschopnosti. sledovat v reálném čase změny signálů okysličení krve mozkové kůry v paradigmatu úlohy.

Tato studie proto plánuje navrhnout multicentrickou, prospektivní, randomizovanou, paralelně kontrolovanou ekvipotentní klinickou studii, která inovativním způsobem kombinuje elektroencefalografii (EEG) s vysokým časovým rozlišením a funkční infračervenou spektroskopii (fNIRS) s vysokým prostorovým rozlišením pro monitorování kortikální oxygenace signály v reálném čase, takže elektrofyziologické signály mozku a okysličení krve lze získat v reálném čase během testu exekutivní funkce (Stroop/TMT). Měření a hodnocení kognitivních funkcí v reálném čase synchronním získáváním elektrofyziologických a okysličovacích signalizačních změn v mozku, zatímco pacient provádí test exekutivní funkce (Stroop/TMT) a získáváním dat mozkové sítě EEG-fNIRS v reálném čase během exekutivní funkce Test byl vždy oborem výzkumu kognitivních funkcí vyššího řádu. Tato studie zkoumala mechanismy poškození exekutivní funkce u pacientů s PD a zda DBS-STN ovlivňuje mechanismy mozkové sítě exekutivní funkce. Předpokládá se, že (1) kvantifikuje kognitivní funkce a možné trendy v kognitivních funkcích u pacientů s PD technikou EEG-fNIRS, (2) Vysvětlí, zda existují rozdíly v exekutivních funkcích na úrovni konektivity mozkových funkčních sítí mezi chirurgickou a konzervativní léčbou a zda existují interakční účinky rozdílů s délkou léčby a léčebnou modalitou, jakož i analyzovat jejich jednoduché účinky, (3) minimalizovat umělé matoucí účinky krátkodobého učení a testery obeznámené s předchozími neurokognitivními psychobehaviorálními testy, (4 ) Prozkoumat mechanismus DBS na změny kortikálních mozkových sítí u pacientů s PD, vyhnout se nebo snížit interferenci operací na kognitivní funkce a poskytnout teoretický základ pro léčbu personalizovaných chirurgických plánů.

V této studii výzkumníci plánovali navrhnout multicentrickou, prospektivní, randomizovanou, paralelně kontrolovanou klinickou studii. Celkem 80 pacientů bylo náhodně zařazeno do skupiny DBS-STN. Skupina léčená DBS se skupinou léčenou bez DBS rutinně DBS 1 měsíc po operaci. Konzervativní léčba rutinně na perorální medikaci a údaje o mozkových funkcích pacientů byly shromážděny simultánní bimodální technikou EEG-fNIRS v kombinaci s kognitivním testováním (Stroop/TMT) na začátku, 1 měsíc po DBS (DBS-on) a při 6 měsíců/12 měsíců po DBS, resp.