Undersøgelse af bevægelseskontrol ved Parkinsons sygdom ved hjælp af Closed Loop Deep Brain Stimulation

Studieresumé Patienterne vil gennemgå standard 2-delt dyb hjernestimuleringsimplantation (elektrodeimplantation dag 1, batteri- og stimulatorimplantation cirka dag 7, hjemme cirka dag 10). Forsøgene vil blive udført, mens patienterne er indlagte mellem de to operationer og vil derfor ikke kræve ekstra besøg eller forsinkelse i starten af ​​terapeutisk dyb hjernestimulation. Dette paradigme er standardmetoden til at udføre lokal feltpotentialforskning i mennesker og repræsenterer det paradigme, hvormed langt størstedelen af ​​tidligere forskning på dette område er blevet udført. Patienterne vil blive testet enten på Oxford University Hospitals National Health Service Trust eller University College London National Health Service Trust.

Mindst 24 timer efter elektrodeimplantation (den første af de to operationer) vil patienter blive kontaktet angående undersøgelsen og efterladt med patientinformationsarket i 24 timer, før yderligere diskussion og, hvis det er relevant, samtykke.

Derefter vil følgende procedurer blive gennemført:

1. Forsøgspersonerne vil deltage i en kort vurdering, der tester deres kognitive funktion, og udfylder spørgeskemaer vedrørende behændighed og impulsivitet. Ydermere vil de blive introduceret til de tre motoriske opgaver, som de skal udføre under den endelige test. Tilsammen vil disse vurderinger tage cirka en time.

   Forud for de næste trin, som vil blive udført samme dag eller 1-3 dage senere (afhængigt af deltagerens præferencer), vil deltagerne blive bedt om at tilbageholde deres sædvanlige medicin natten over, så de bliver vurderet uden medicin om morgenen af testene.

2. Dyb hjernestimulering vil blive evalueret for at finde de bedste stimulationsparametre (de indstillinger, som giver den bedste kliniske fordel) for hver enkelt patient. Dette vil tage cirka 1 time og er en del af den standard kliniske procedure.
3. Optagelser vil blive lavet fra de dybe hjernestimuleringselektroder og elektroder placeret på overfladen af ​​hovedet for at vurdere aktivitet og kommunikation i hjernen. Under optagelserne vil deltagerne udføre tre motoriske opgaver ved hjælp af deres hænder. I de første to opgaver skal de beslutte, om de skal trykke på en knap på en computermus eller afstå fra et svar afhængigt af arten af ​​nogle små prikker, der bevæger sig i forskellige retninger på en computerskærm. Dette vil gøre det muligt at vurdere patienternes evne til at udføre og hæmme bevægelser. I den tredje opgave bliver de bedt om at trykke på en knap afhængigt af retningen af ​​en pil, der vises på midten af ​​skærmen, mens de ignorerer pile omkring denne centrale cue. Denne ekstra opgave vil gøre det muligt at vurdere patienters evne til at kontrollere modstridende responstendenser. Optagelserne vil blive udført tre gange: Under dyb hjernestimulering med lukket sløjfe, dyb hjernestimulering med åben sløjfe og mens stimulatoren er slukket. Rækkefølgen af ​​disse sessioner vil blive randomiseret og modbalanceret på tværs af deltagerne. De eksperimentelle optagelser vil tage cirka 2 timer.

Forud for optagelser vil vi vurdere motorisk svækkelse ved hjælp af en valideret klinisk score, og patienter vil have mulighed for at sætte sig ind i de motoriske opgaver.

Færdiggørelse af optagelserne vil markere afslutningen på en persons deltagelse i undersøgelsen. I betragtning af den samlede varighed af undersøgelsen vil patienter blive tilbudt muligheden for at fuldføre optagelserne efter seponering natten over af dopaminerg medicin over to dage eller på én enkelt dag, hvis det foretrækkes.

Herefter vil patienten få implanteret sin stimulator som sædvanligt (oftest 7 dage efter den første operation), og de vil blive udskrevet på dag 9 - 10 i henhold til deres kliniske restitution.

For patienter med allerede implanterede pacemakere vil egnede deltagere blive identificeret af det funktionelle neurokirurgiske team, som følger den kliniske behandling af patienterne. Invitationsbrevet og informationsbladet vil blive leveret af det kliniske team på vegne af forskerne. Hvis patienter er interesserede, vil de blive bedt om at kontakte forskerne. De samme vurderinger som ovenfor (vurderingsskalaer, motoriske opgaver) vil blive udført på én enkelt dag i National Hospital for Neurology and Neurourgery, London.

Klinisk intervention:

Eksternalisering af elektrodeledninger. Eksterniseringen af ​​elektrodetrådene vil blive udført af uddannede neurokirurger. Dette vil ske hos den vågne patient under lokalbedøvelse (eller under en kort generel anæstesi, hvis uafhængig vurdering af patientens kliniske tilstand af en anæstesilæge vurderer, at dette er nødvendigt) på neurokirurgisk afdeling.

Forskningsintervention:

Enkelt blindet modbalanceret forsøg inden for emnet. Patienter vil gennemgå en dyb hjernestimulation med lukket sløjfe, dyb hjernestimulation med åben sløjfe og en session uden dyb hjernestimulation, mens de udfører motoriske opgaver. Lokalt feltpotentiale og elektroencefalografisk aktivitet vil blive registreret samtidigt.

Closed loop dyb hjernestimulering vil blive leveret gennem en bærbar batteridrevet elektronisk enhed, der er forbundet til de eksterne ledninger. Denne inkorporerer en forstærker, der gør det muligt at optage hjernebølger under dyb hjernestimulering, en controller og en stimulator. Controlleren er en simpel ensretter og niveaudetektor, som så betjener en kontakt, der tillader stimulering. Niveaudetektoren er justeret, så dyb hjernestimulering kun er tilladt, når en bestemt tærskel for patologisk hjernebølgeaktivitet overskrides af en bestemt kliniker. Stimulatoren leverer stimulering med en frekvens på 130 Hertz og en spænding som bruges til standard klinisk stimulering. Enheden vejer omkring 350 gram og bæres enklest i en lille skuldertaske eller fastgjort til et bælte.