Effekter af STN DBS på kognition og hjernenetværk hos PD-patienter analyseret baseret på EEG og fNIRS

I de senere år er deep brain electrical stimulation (DBS) blevet en primær behandling til forbedring af kliniske symptomer hos Parkinsons sygdom (PD) patienter med overvejende motorisk opbremsning efter dårlige lægemiddeleffekter fra konventionel lægemiddelterapi eller efter progression af sygdommen. Tidligere undersøgelser har dog været kontroversielle med hensyn til at undersøge, om DBS-STN fremmer eller forringer kognitiv funktion hos patienter med PD. Tidligere undersøgelser har fundet ud af, at DBS kan påvirke eksekutiv funktion hos patienter med PD, og ​​at specifikke hjerneregioner er tæt forbundet med eksekutiv funktion. I denne undersøgelse brugte efterforskerne elektroencefalograf-funktionel nær-infrarød spektroskopi (EEG-fNIRS) til at opnå hjernenetværksforbindelse hos forsøgspersoner og for at udforske det mulige forhold mellem eksekutiv funktion og hjernenetværksforbindelse hos patienter med Parkinsons sygdom. At udforske den mulige hjernenetværksforbindelse, der påvirker udførelsen i DBS-STN og at forudsige postoperativ eksekutiv funktion hos PD-patienter i DBS.

Blandt de enkelte kognitive domæner svækkede, er nedsat eksekutiv funktion den mest almindelige, og tegner sig for mere end 70% af tilfældene, og svækkelse af opmærksomhed, arbejdshukommelse og visuospatial evne er også mere almindelige. Nedsat eksekutiv funktion er den mest karakteristiske kognitive svækkelse hos PD-patienter, som er relateret til forstyrrelsen af ​​integriteten af ​​de frontale-striatale løkker, der designer en bred vifte af funktionelle hjerneregioner, såsom frontallappen, parietallappen, cingulate gyrus, thalamus, substantia nigra og så videre og manifesterer sig klinisk som nedsat kognitiv fleksibilitet, planlægning, begrebsdannelse, arbejdshukommelse og indlæringsevne. Eksekutiv dysfunktion kan alvorligt påvirke patienters sociale adfærd, især når de udfører mere komplekse opgaver, der kræver integration af flere trin i en bestemt rækkefølge.

Tidligere undersøgelser har fundet ud af, at hjernenetværksforbindelse i specifikke hjerneområder er tæt forbundet med kognitiv funktion, for eksempel har der været mange kliniske undersøgelser baseret på funktionelle MR-blodiltningssignaler, men på grund af den dårlige immunitet over for elektromagnetisk interferens har patienter med implanterede elektroder skal være DBS-deaktiveret for at udføre MR. På grund af dårlig anti-motorisk interferens kan kun nogle motoriske billeder og enkle fingerbevægelser erhverves under DBS-off-tilstanden for funktionel MR, og funktionel MR har været et vigtigt problem, der begrænser kognitiv neurovidenskabelig forskning på grund af dens lave tidsmæssige opløsning og dens manglende evne. at overvåge i realtid ændringerne af kortikale hjerneblods iltningssignaler i opgaveparadigmet.

Derfor planlægger denne undersøgelse at designe et multicenter, prospektivt, randomiseret, parallelkontrolleret ækvipotent klinisk forsøg, som innovativt kombinerer elektroencefalografi (EEG) med høj tidsmæssig opløsning og funktionel nær-infrarød spektroskopi (fNIRS) med en høj rumlig opløsning for at overvåge kortikal oxygenering signaler i realtid, således at hjernens elektrofysiologiske og blodiltningssignaler kan erhverves i realtid under en test af eksekutiv funktion (Stroop/TMT). Realtidsmåling og evaluering af kognitiv funktion ved synkront at indhente elektrofysiologiske og iltningssignalerende ændringer i hjernen, mens patienten udfører den eksekutive funktionstesten (Stroop/TMT) og opnår EEG-fNIRS-hjernetværksdata i realtid under den udøvende funktion. test har altid været et højere-ordens område inden for kognitiv funktionsforskning. Denne undersøgelse undersøgte mekanismerne for svækkelse af eksekutiv funktion hos PD-patienter, og hvorvidt DBS-STN påvirker hjernenetværksmekanismerne for eksekutiv funktion. Det er håbet at (1) kvantificere kognitiv funktion og mulige tendenser i kognitiv funktion hos PD-patienter ved EEG-fNIRS-teknik, (2) forklare, om der er forskelle i eksekutiv funktion på niveauet af hjernefunktionelle netværksforbindelse mellem kirurgiske og konservative behandlinger og om der er interaktionseffekter af forskellene med behandlingens varighed og behandlingsmodaliteten samt at analysere deres simple virkninger, (3) At minimere kunstige forstyrrelser af kortsigtede læringseffekter og testere, der er fortrolige med tidligere neurokognitive psykoadfærdstests, (4 ) At udforske mekanismen af ​​DBS på ændringer i kortikale hjernenetværk hos PD-patienter, at undgå eller reducere interferens fra kirurgi på kognitive funktioner og at give et teoretisk grundlag for behandling af personlige kirurgiske planer.

I denne undersøgelse planlagde efterforskerne at designe et multicenter, prospektivt, randomiseret, parallelkontrolleret klinisk forsøg. I alt 80 patienter blev tilfældigt tildelt DBS-STN-gruppen. DBS-behandlingsgruppen, med ikke-DBS-behandlingsgruppen, DBS-on rutinemæssigt 1 måned postoperativt. Den konservative behandling rutinemæssigt på oral medicin og data om patienters hjernefunktion blev indsamlet ved den samtidige EEG-fNIRS bimodale teknik i kombination med kognitiv test (Stroop/TMT) ved baseline, 1 måned efter DBS (DBS-on) og kl. 6 måneder/12 måneder efter DBS hhv.