Adaptiv neurostimulation for at genoprette søvn ved Parkinsons sygdom

Selvom STN-DBS rutinemæssigt bruges til at behandle PD motoriske symptomer, har flere undersøgelser rapporteret, at STN-DBS også giver fordele for søvndysregulering gennem normalisering af søvnarkitekturen. I vores tidligere arbejde, ved hjælp af lokale feltpotentialer (LFP) optaget fra STN DBS-elektroder implanteret til behandling af PD, blev unikke spektrale mønstre i STN oscillerende aktivitet identificeret, som korrelerede med forskellige søvncyklusser, hvilket giver indsigt i søvndysregulering. Disse resultater blev brugt til at konstruere et kunstigt neuralt netværk (ANN), der nøjagtigt kan forudsige søvnstadiet. Med udgangspunkt i dette arbejde med brugen af ​​ny DBS-batteriteknologi, der tillader udforskning af potentielle biomarkører og prototyping af lukkede sløjfealgoritmer, vil efterforskerne teste hypotesen om, at STN - en meget sammenkoblet knude i basalganglierne - bidrager til reguleringen og forstyrrelsen af menneskelig søvnadfærd og kan manipuleres til terapeutisk fordel.

Dette er første del, Mål 1, af en todelt undersøgelse. Efterforskere vil tilmelde 20 forsøgspersoner til mål 1 i denne undersøgelse og 20 forsøgspersoner til mål 2, med 10 forsøgspersoner tilmeldt hvert klinisk sted for hvert mål (University of Nebraska Medical Center og Stanford University Medical Campus). I mål 1 vil forsøgspersonerne gennemgå standard-of-care STN DBS blyimplantationskirurgi til behandling af PD. De vil vende tilbage 3 uger senere til det indlagte søvnlaboratorium for 3 nætter med STN LFP-optagelser med samtidig PSG, EMG, EOG, aktigrafi og video-EEG. De første to nætter af optagelsen vil blive brugt til at etablere en fysiologisk søvnbaseline for hver patient. Den tredje nat med optagelse vil involvere subkliniske tærskler for stimulering hos alle forsøgspersoner i et forsøg på at ændre søvnstadiets varighed positivt, så NREM og REM-3 forlænges. Som et sekundært resultat vil forsøgspersonerne blive bedt om at udfylde et søvnspørgeskema for alle tre nætter, og søvnen, hvor stimuleringen fandt sted, vil blive sammenlignet med de foregående to nætter. Data indsamlet i løbet af alle tre nætter af optagelser vil blive brugt til at forudsige identiteten på søvnstadiet fra LFP'erne optaget i STN, med grundsandheden for hvert søvnstadie leveret af søvnekspert evalueret PSG. Disse data vil også blive brugt til at identificere den optimale sub-kliniske tærskelstrømamplitude og søvnstadie timing for adaptiv stimulering for at forbedre søvn. Stimuleringsalgoritmen udviklet i Mål 1 vil blive implementeret i anden del af undersøgelsen, Mål 2, for at give adaptiv stimulering til forsøgspersoner under nattesøvnen i løbet af 3 ugers hjemmesøvn.