Nye paradigmer om dyb hjernestimulation for bevægelsesforstyrrelser

Det eksperimentelle design vil omfatte procedurer til at adressere hvert specifikt mål, hvor de fleste involverer en inden-fags tilgang, der undersøger effekten af ​​forskellige behandlingsniveauer (f.eks. ingen terapi, traditionel DBS, ny DBS) på neurologisk funktion, herunder afhængige variabler afledt af test af motorisk og kognitiv funktion. Denne tilgang vil også omfatte de elektrofysiologiske data; hvor den relative effekt af hvert behandlingsniveau på spontane (f.eks. hvilende beta- og gammabåndstyrke) og opgaverelaterede (dvs. fremkaldte eller begivenhedsrelaterede potentielle latens- og amplitudekarakteristika) cerebrale rytmer vil blive kvantificeret for hvert emne og yderligere aggregeret for at karakterisere effekter på gruppeniveau (se dataanalyse nedenfor).

Forud for operationen vil deltagerne gennemgå yderligere hjernebilledbehandlingsprocedurer for at karakterisere den anatomiske og funktionelle forbindelse i den hjerneregion, der skal målrettes under kirurgisk elektrodeplacering og hjernebarken. De yderligere billedbehandlingssæt vil omfatte DTI og funktionelle MR-scanninger i hviletilstand, der vil tilføje yderligere 30-45 minutter til standardbehandlingen præoperativ klinisk MR-procedure.

Efter standardbehandlingsplacering af DBS-elektroderne inden for den målrettede hjerneregion, opnås adgang til ledningen til undersøgelsesrelaterede aktiviteter ved at fastgøre en engangsforlænger til enden af ​​ledningen, der sidder subkutant, ekstrakranielt. Engangsforlængelsen vil derefter blive tunneleret til et sted fjernt fra operationens sted for at minimere risikoen for kontaminering af den permanent implanterede hardware. Optageudstyret vil derefter blive forbundet til den eksternaliserede forlængelse, hvilket muliggør undersøgelsesrelateret DBS-levering og registrering af lokale feltpotentialer (LFP) fra den målrettede hjerneregion.

Undersøgelsesrelaterede aktiviteter starter den tredje morgen efter DBS-operationen for at give patienten tid til at komme sig efter implantationsproceduren (starten kan blive forsinket, hvis yderligere bedring anses for berettiget gennem konsultation med det kliniske plejeteam). Det forventes, at undersøgelsen vil fortsætte gennem post-implantation dag 9, med den anden standardbehandling DBS implantat kirurgi udført på post-implantation dag 10. I eksternaliseringsperioden vil forsøgspersonerne deltage i daglige dataindsamlingsopgaver i op til 8 timer om dagen, med studierelaterede aktiviteter udført i korte segmenter, fordelt på morgen- og eftermiddagssessioner. Når testen er afsluttet i den operationelt definerede medicin OFF-tilstand, vil patienter få tilladelse til at tage deres sædvanlige dosis medicin, og testningen vil fortsætte. Hyppige hvileperioder vil blive inkluderet i hver testblok for at minimere træthedseffekter og forbedre datakvaliteten. Elektrofysiologiske optagelser kan også udføres, når patienten ikke er i laboratoriet, herunder natten over under søvn, ved hjælp af bærbart registreringsudstyr og aktivitetsmonitorer, der ligner en hylsterenhed. Optagelser vil blive foretaget ved hjælp af enten et kommercielt tilgængeligt hætteelektrodesystem, der placeres midlertidigt under hver forsøgssession eller ved hjælp af standard kopelektroder fastgjort til hovedbunden ved hjælp af enten standardmetoder (dvs. collodion eller elektrodepasta). Hvis der anvendes kollodiumelektroder, forbliver kollodionelektroder på patienten i flere dage i træk op til varigheden af ​​eksternaliseringsperioden. Daglige kontroller vil blive udført for at sikre integriteten af ​​elektrodegrænsefladen, og elektroderne vil blive gengeleret eller genpåført efter behov.

Daglige undersøgelsesrelaterede aktiviteter i laboratoriet vil omfatte 1) spontane optagelser foretaget med patienten i hvile, 2) motoriske og kognitive opgavesynkroniserede optagelser og 3) somatosensorisk fremkaldte potentialer og 4) fremkaldte potentialer fremkaldt ved direkte stimulering af det dybe. hjernens målområde. På den første testdag kan der udføres en monopolær tærskelgennemgang, svarende til det, der udføres som en del af standard of care klinisk DBS-programmering. Dette involverer omhyggelig titrering af indstillingerne for elektrisk stimulation leveret via DBS-ledningen for at bestemme tærskler for sansemotoriske og andre bivirkninger og vil hjælpe med at indstille de øvre grænser for stimulation leveret som en del af de eksperimentelle procedurer. Desuden vil denne proces blive brugt til at karakterisere de terapeutiske fordele afledt af DBS. I alle tilfælde vil stimulering være begrænset til mindre end den godkendte ladningstæthedssikkerhedsgrænse på 30 mikrocoulombs/cm2 pr. fase. På visse dage kan patienter blive bedt om at ankomme til teststedet efter faste natten over fra deres anti-PD medicin for at karakterisere effekten af ​​dopaminerge medicin på eksperimentelle responser. Endelig kan daglige skemaer ændres baseret på patienttræthed såvel som potentielle planlægningskonflikter (f.eks. MRI- eller MEG-tilgængelighed), og det samlede antal dage, patienten er eksternaliseret, kan forkortes efter det kirurgiske teams skøn, herunder behovet for at imødekomme operationsstueplanlægning.

Mindst seks måneder efter operationen vil deltagerne blive bedt om at vende tilbage til et opfølgende, cirka 4-timers forskningsbesøg for at evaluere terapeutiske resultater. Specifikt vil patienter blive bedt om at vende tilbage til hovedcampuslaboratoriet efter en natfaste fra deres anti-parkinsonmedicin. Under dette besøg vil effektiviteten af ​​patientens standard-of-care DBS-programmeringsindstillinger (dvs. indstillingerne indstillet af deres behandlende læge som en del af deres rutinemæssige, post-op kliniske pleje) blive evalueret gennem blindet scoring ved hjælp af underskalaer af MDS. -Unified Parkinsons Disease Rating Scale (MDS-UPDRS).