Untersuchung der Bewegungskontrolle bei der Parkinson-Krankheit mit Closed-Loop-Tiefenhirnstimulation

Zusammenfassung der Studie Die Patienten werden einer standardmäßigen 2-teiligen Tiefenhirnstimulationsimplantation unterzogen (Elektrodenimplantation an Tag 1, Batterie- und Stimulatorimplantation ungefähr an Tag 7, nach Hause ungefähr an Tag 10). Die Experimente werden durchgeführt, während die Patienten zwischen den beiden Operationen stationär sind, und erfordern daher keine zusätzlichen Besuche oder Verzögerungen beim Beginn der therapeutischen tiefen Hirnstimulation. Dieses Paradigma ist die Standardmethode zur Durchführung lokaler Feldpotentialforschung beim Menschen und stellt das Paradigma dar, nach dem die überwiegende Mehrheit der bisherigen Forschung auf diesem Gebiet durchgeführt wurde. Die Patienten werden entweder beim Oxford University Hospitals National Health Service Trust oder beim University College London National Health Service Trust getestet.

Mindestens 24 Stunden nach der Elektrodenimplantation (erste der beiden Operationen) werden die Patienten auf die Studie angesprochen und mit dem Patienteninformationsblatt für 24 Stunden belassen, bevor sie weiter besprochen und gegebenenfalls eingewilligt werden.

Danach werden folgende Verfahren durchgeführt:

1. Die Probanden nehmen an einer kurzen Bewertung teil, bei der ihre kognitive Funktion getestet wird, und füllen Fragebögen zu Händigkeits- und Impulsivitätsmerkmalen aus. Außerdem werden sie in die drei motorischen Aufgaben eingeführt, die sie während der Abschlussprüfung lösen werden. Zusammen dauern diese Bewertungen ungefähr eine Stunde.

   Vor den nächsten Schritten, die am selben Tag oder 1-3 Tage später (je nach Präferenz des Teilnehmers) durchgeführt werden, werden die Teilnehmer gebeten, ihre üblichen Medikamente über Nacht zurückzuhalten, damit sie am Morgen ohne Medikamente bewertet werden der Prüfungen.

2. Die Tiefenhirnstimulation wird evaluiert, um die besten Stimulationsparameter (die Einstellungen, die den besten klinischen Nutzen bringen) für jeden einzelnen Patienten zu finden. Dies dauert ungefähr 1 Stunde und ist Teil des klinischen Standardverfahrens.
3. Es werden Aufzeichnungen von den Tiefenhirnstimulationselektroden und den auf der Kopfoberfläche platzierten Elektroden gemacht, um die Aktivität und Kommunikation innerhalb des Gehirns zu beurteilen. Während der Aufzeichnungen führen die Teilnehmer drei motorische Aufgaben mit ihren Händen aus. Bei den ersten beiden Aufgaben müssen sie entscheiden, ob sie eine Taste auf einer Computermaus drücken oder auf eine Reaktion verzichten, je nachdem, wie sich einige kleine Punkte auf einem Computerbildschirm in verschiedene Richtungen bewegen. Dies ermöglicht die Beurteilung der Fähigkeit des Patienten, Bewegungen auszuführen und zu hemmen. In der dritten Aufgabe werden sie gebeten, eine Taste in Abhängigkeit von der Richtung eines Pfeils zu drücken, der in der Mitte des Bildschirms angezeigt wird, während sie Pfeile um diesen zentralen Hinweis herum ignorieren. Diese zusätzliche Aufgabe wird es ermöglichen, die Fähigkeit der Patienten zu beurteilen, widersprüchliche Reaktionstendenzen zu kontrollieren. Die Aufzeichnungen werden dreimal durchgeführt: Während der tiefen Hirnstimulation mit geschlossenem Regelkreis, während der tiefen Hirnstimulation mit offenem Regelkreis und während der Stimulator ausgeschaltet ist. Die Reihenfolge dieser Sitzungen wird randomisiert und zwischen den Teilnehmern ausgeglichen. Die experimentellen Aufnahmen dauern ca. 2 Stunden.

Vor der Aufzeichnung werden wir die motorische Beeinträchtigung anhand eines validierten klinischen Scores bewerten und die Patienten haben die Möglichkeit, sich mit den motorischen Aufgaben vertraut zu machen.

Der Abschluss der Aufzeichnungen markiert das Ende der Teilnahme einer Person an der Studie. Angesichts der Gesamtdauer der Studie wird den Patienten die Möglichkeit geboten, die Aufzeichnungen nach nächtlichem Absetzen der dopaminergen Medikation über zwei Tage oder auf Wunsch an einem einzigen Tag abzuschließen.

Danach wird dem Patienten der Stimulator wie gewohnt implantiert (meistens 7 Tage nach der ersten Operation) und er wird am 9. - 10. Tag entsprechend seiner klinischen Genesung entlassen.

Für Patienten mit bereits implantierten Herzschrittmachern werden geeignete Teilnehmer vom Team der funktionellen Neurochirurgie identifiziert, die die klinische Versorgung der Patienten verfolgen. Das Einladungsschreiben und das Informationsblatt werden vom klinischen Team im Namen der Forscher bereitgestellt. Bei Interesse würden die Patienten dann gebeten, sich mit den Forschern in Verbindung zu setzen. Die gleichen Bewertungen wie oben (Bewertungsskalen, motorische Aufgaben) werden an einem einzigen Tag im National Hospital for Neurology and Neurosurgery, London, durchgeführt.

Klinischer Eingriff:

Externalisierung von Elektrodendrähten. Die Externalisierung der Elektrodendrähte wird von ausgebildeten Neurochirurgen durchgeführt. Dies erfolgt am wachen Patienten unter örtlicher Betäubung (oder unter einer kurzen Vollnarkose, wenn die unabhängige Beurteilung des klinischen Zustands des Patienten durch einen Anästhesisten dies für notwendig erachtet) in der neurochirurgischen Abteilung.

Forschungsintervention:

Einfach verblindete gegengewichtige Innersubjektstudie. Die Patienten werden einer tiefen Hirnstimulation mit geschlossenem Regelkreis, einer tiefen Hirnstimulation mit offenem Regelkreis und einer Sitzung ohne tiefe Hirnstimulation unterzogen, während sie motorische Aufgaben ausführen. Lokales Feldpotential und elektroenzephalographische Aktivität werden gleichzeitig aufgezeichnet.

Die Tiefenhirnstimulation mit geschlossenem Regelkreis wird über ein tragbares, batteriebetriebenes elektronisches Gerät abgegeben, das mit den nach außen geführten Elektroden verbunden ist. Dieses enthält einen Verstärker, der die Aufzeichnung von Gehirnwellen während der Tiefenhirnstimulation ermöglicht, einen Controller und einen Stimulator. Der Controller ist ein einfacher Gleichrichter und Pegeldetektor, der dann einen Schalter betätigt, der eine Stimulation ermöglicht. Der Pegeldetektor ist so eingestellt, dass eine tiefe Hirnstimulation nur erlaubt ist, wenn eine bestimmte, vom Kliniker festgelegte Schwelle pathologischer Hirnwellenaktivität überschritten wird. Der Stimulator liefert eine Stimulation mit einer Frequenz von 130 Hertz und einer Spannung, wie sie für die standardmäßige klinische Stimulation verwendet wird. Das Gerät wiegt etwa 350 Gramm und wird am einfachsten in einer kleinen Umhängetasche getragen oder am Gürtel befestigt.