Manipulación y optimización de los ritmos cerebrales para mejorar el sueño (MORPHEUS)

Se trata de un estudio de viabilidad que se llevará a cabo en dos sitios del Reino Unido: el Hospital John Radcliffe (Oxford) y el Centro de Investigación del Sueño de Surrey, Universidad de Surrey. La identificación, el consentimiento y la evaluación de los pacientes se realizarán en Oxford, y las evaluaciones del sueño se realizarán en Surrey. También se realizará un estudio paralelo en sitios de EE. UU. (Mayo Clinic, Rochester MA y UCSF, CA) con la misma financiación, pero esto será revisado por su IRB local. Los datos no identificados pueden compartirse entre sitios para fines de análisis. Esto se hará de forma segura y encriptada, mientras que los participantes serán plenamente conscientes de ello.

Los participantes serán identificados durante sus visitas clínicas de rutina con el equipo de Neurocirugía Funcional (Hospital John Radcliffe) e invitados a participar en el estudio. La selección de posibles participantes interesados ​​tendrá en cuenta los datos de la evaluación preoperatoria. Las pruebas se realizarán (dentro de un período variable desde la selección, pero dentro del cronograma del estudio antes mencionado), durante dos visitas al Centro de Investigación del Sueño de Surrey, cada una de las cuales constará de dos noches. La duración máxima entre el consentimiento y la primera visita del estudio será de tres meses, mientras que habrá un mínimo de dos semanas entre cada visita del estudio para permitir los análisis preliminares. Se obtendrán el consentimiento informado y los registros del sueño de referencia durante la primera noche de la primera visita a Surrey, y las noches restantes consistirán en pruebas de estimulación. Se recogerán cuestionarios, pruebas de vigilancia diurna, parámetros autonómicos y niveles de cortisol. No se planea un seguimiento a largo plazo en esta etapa.

Con respecto a los procesos de recopilación de datos, la población de pacientes que visitan el sitio de Surrey ya habrá sido implantado con un sistema DBS (como un dispositivo Activa PC/PC+S (Medtronic) o Abbot/St Jude). Los investigadores aprovecharán las reglas de las directrices, tecnologías y métodos actuales de la AASM para la puntuación del sueño manual y automatizada mediante polisomnografía estándar del cuero cabelludo, así como métodos novedosos que desarrollamos previamente para la puntuación del sueño mediante electrofisiología intracraneal. Para evitar la contaminación de los amplificadores de monitoreo de electrofisiología por el protocolo de estimulación, se utilizará una combinación de estimulación bipolar e interacciones de tasa de estimulación de muestreo. Por ejemplo, aplicaremos el conocimiento del trabajo de Activa PC+S para colocar los artefactos residuales en bandas de poco interés fisiológico (CC, 50/60 Hz, etc.). Una evaluación preliminar del rendimiento del amplificador garantizará que seremos capaces de mantener la precisión de las etapas del sueño en el transcurso de nuestros experimentos.

Para las perturbaciones, se utilizará el programador clínico con marcado CE (especialmente en la etapa de bucle abierto) o una variante de investigación del mismo. En este estudio, la alta frecuencia (HF) se especifica en un rango de estimulación de 41 Hz a 250 Hz, mientras que la baja frecuencia (LF) se define como 2-40 Hz. Todas las perturbaciones estarán dentro del rango clínico utilizado y aprobado para pacientes con DBS. Se utilizará una combinación de mediciones subjetivas y objetivas de la calidad y la eficiencia del sueño para medir el impacto de cualquier perturbación del sueño.

Las siguientes métricas objetivas se derivarán de la polisomnografía visual/manual (estándar de oro) y la estadificación del sueño con algoritmos automatizados:

1. Tiempo total de sueño.
2. Número de ciclos de sueño (cambios de sueño de movimiento ocular no rápido (NREM) y movimiento ocular rápido (REM)).
3. Sueño inicial y latencias REM (Tiempo desde el inicio del estudio hasta la primera etapa del sueño, y desde el inicio del sueño hasta el inicio del primer sueño REM).
4. Duración de las etapas N1, N2, N3 y REM, y duración de las etapas NREM (suma de N1, N2, N3).
5. Eficiencia del sueño (100*tiempo total de sueño/tiempo en la cama).
6. Número de despertares durante la noche, incluidos los despertares por hora y la duración del tiempo que pasó despierto después del inicio del sueño (es decir, despertar después del inicio del sueño)
7. Índices de apnea-hipopnea y alteración respiratoria (frecuencia de episodios de interrupción o reducción de la respiración y despertares respiratorios por hora)
8. Índices de movimientos periódicos de las extremidades (la frecuencia de los movimientos periódicos de las piernas durante el sueño por hora)

9. Medidas de excitación durante el sueño

   1. observaciones de macroestado de comportamiento, como abrir los ojos o parpadear, que se pueden evaluar en grabaciones de video
   2. observaciones de microexcitación definidas exclusivamente por cambios rápidos de frecuencia corticales (es decir, ritmos >14 Hz) que duran 3 segundos o más, con o sin medidas autonómicas añadidas de taquicardia.
   3. Composición espectral del EEG específico de la etapa del sueño en el rango de frecuencia de 0,25-32 Hz. Se obtendrán muestras de saliva para caracterizar los niveles de cortisol al despertar en el Centro de Investigación del Sueño de Surrey al final de cada noche.

Se administrarán cuestionarios a pacientes como los que se enumeran a continuación (no todos necesarios):

En el momento de la inscripción/antes de la visita del participante:

• Índice de calidad del sueño de Pittsburgh (PSQI) (Buysse et al 1989)
• Revisión patrocinada por la Sociedad de Trastornos del Movimiento de la Escala Unificada de Calificación de la Enfermedad de Parkinson (MDS-UPDRS) (última enmienda 2019, artículo original Goetz et al 2008)
• Escala de sueño para la enfermedad de Parkinson (PDSS) (Trenkwalder et al. 2011)
• Diario de sueño del paciente (hora de acostarse, hora de despertarse, despertares/trastornos del sueño, calidad del sueño percibida)

Durante las visitas al Centro de Investigación del Sueño de Surrey:

• Escala de somnolencia de Karolinska (KSS) (Akerstedt y Gillberg, 1990)
• Escala de fatiga de Samn Perelli (Samn y Perelli, 1982)
• Perfil de la Escala de Estados de Ánimo (POMS) (McNair, Lorr y Doppleman, 1971)

Con respecto a la recopilación de datos relevantes para el rendimiento cognitivo, nos centraremos en las evaluaciones de la inercia del sueño medida por las características de rendimiento evaluadas por las tareas que se enumeran a continuación:

• Prueba de sustitución de símbolos de dígitos (DSST) (como en Boyle et al. 2012)
• Tarea de vigilancia psicomotora (PVT) (como en Santhi et al. 2013)
• Tarea N-back (Santhi et al. 2013)
• Prueba de somnolencia de Karolinska (KDT) (Akerstedt y Gillbert, 1990)