Forenklet, skalerbar, 24-timers adaptiv DBS ved Parkinsons sygdom (Subgaleal aDBS)

Parkinsons sygdom (PD) rammer 1% af personer over 60 år, er stærkt invalidiserende og repræsenterer en stor økonomisk byrde. Terapeutiske muligheder inkluderer dopaminerg erstatning og konventionel DBS (cDBS) for avanceret sygdom. Dog er cDBS-terapi i øjeblikket ikke responsiv på patienternes dynamiske kliniske tilstande, hvilket resulterer i suboptimal kontrol af symptomer i løbet af dagen. Adaptiv DBS (aDBS) søger at løse dette gennem personliggjort dynamisk modulering af stimulering i henhold til neurale signaler. Tidlige studier af aDBS (afsluttet af Dr. Little, Starr og andre forskningsgrupper) leverer principbevis for, at aDBS kan forbedre motorsymptomer og reducere bivirkninger. Vores team har også testet fuldt integreret, kronisk naturalistisk aDBS i et randomiseret, blindet studie for at vise forbedringer i daglige motorsymptomer og livskvalitet sammenlignet med cDBS. Desuden har vi for nylig valideret søvnstadiespecifik Non Rapid Eye Movement (NREM) aDBS, der øgede kortikale langsomme bølger (forbundet med bremset sygdomsprogression). Imidlertid er fuldt udnyttelse af disse meget lovende terapier i øjeblikket begrænset af: 1) Mangel på praktiske (minimalt invasive) metoder til kroniske kortikale optagelser. 2) Kompleksiteten ved programmering af aDBS på grund af et stort parameterrum. 3) Fluktuationer i neurale signaler på flere tidsskalaer, inklusive cirkadiske ændringer og langsigtet ikke-stationaritet af signaler. Vores langsigtede mål er at avancere aDBS fra specialiserede forskningslaboratorier til virkelighedens klinikker gennem effektiv, skalerbar implementering med følgende fremskridt: 1) Reducer risiko og kompleksitet ved kronisk kortikal detektion ved at placere kortikale elektroder i subgalealrummet i stedet for inde i kraniet. 2) Anvend maskinlæring (ML) og datadrevne biomarkør- og optimeringsteknikker for at minimere aDBS-programmeringskompleksitet. 3) Optimér aDBS over hele døgnets 24 timer - inklusive søvn, med metoder til langsigtet opdatering af aDBS-indstillinger. Studieapparatet vil være det genopladelige, detekterings- og aDBS-aktiverede, nyligt kommercielt tilgængelige Medtronic Percept RC DBS-system; forbundet til subgaleale frontallap elektroder og til retningsbestemte basalganglie elektroder. Vores UG3-fase vil understøtte regulatorisk godkendelse for Percept RC subgaleal aDBS. I UH3-

1 vil vi implantere 24 PD-patienter, optimere cDBS og identificere undergrupper til dag- og nat-aDBS. I UH3-2 vil vi opnå kliniske og hjemme-daglige naturalistiske neurale optagelser og udføre en blindet evaluering af datadrevet kronisk aDBS versus cDBS til behandling af daglige motoriske fluktuationer. I UH3-3 vil vi opnå kliniske (søvnlaboratorie) og hjemme-natlige naturalistiske optagelser og udføre en blindet evaluering af kronisk søvn-aDBS versus cDBS for at forbedre NREM-søvnvarighed og øge langsom bølgeamplitude. Vi forventer, at disse teknikker vil danne grundlag for en simpel "turnkey" aDBS-kontroller, for at muliggøre udbredt, enkel, skalerbar og personliggjort aDBS for hele døgnets 24 timer ved PD, og give et rationelt grundlag for adaptiv neuromodulation i andre neurologiske og psykiatriske sygdomme.