Aivorytmien manipulointi ja optimointi unen parantamiseksi (MORPHEUS)

Tämä on toteutettavuustutkimus, joka tehdään kahdessa Iso-Britannian toimipaikassa: John Radcliffe Hospitalissa (Oxford) ja Surreyn yliopiston Surrey Sleep Research Centressä. Potilaiden tunnistaminen, suostumus ja seulonta tapahtuu Oxfordissa ja unen arvioinnit Surreyssa. Saman rahoituksen alaisena tehdään myös rinnakkainen tutkimus Yhdysvaltojen toimipisteissä (Mayo Clinic, Rochester MA ja UCSF, CA), mutta niiden paikallinen IRB tarkistaa tämän. Tunnistamattomia tietoja voidaan jakaa sivustojen välillä analysointitarkoituksiin. Tämä tehdään turvallisesti salatulla tavalla, ja osallistujat ovat täysin tietoisia tästä.

Osallistujat tunnistetaan heidän rutiininomaisten klinikkakäyntien aikana Functional Neurosurgery -tiimin (John Radcliffe Hospital) kanssa ja kutsutaan osallistumaan tutkimukseen. Kiinnostuneiden mahdollisten osallistujien seulonnassa otetaan huomioon leikkausta edeltävät arviointitiedot. Testaus suoritetaan (vaihtelevan ajanjakson sisällä seulonnasta, mutta edellä mainitun tutkimuksen aikajanan sisällä) kahdella käynnillä Surrey Sleep Research Centressä, joista kumpikin koostuu kahdesta yöstä. Suostumuksen ja ensimmäisen opintokäynnin välinen enimmäiskesto on kolme kuukautta, kun taas kunkin opintokäynnin välillä on vähintään kaksi viikkoa alustavien analyysien tekemiseksi. Tietoinen suostumus ja perusunitallenteet saadaan ensimmäisen Surreyn vierailun ensimmäisenä yönä, ja loput yöt koostuvat stimulaatiokokeista. Kerätään kyselylomakkeita, päivävalmiustestejä, autonomiset parametrit ja kortisolitasot. Tässä vaiheessa ei ole suunniteltu pitkäaikaista seurantaa.

Tiedonkeruuprosessien osalta Surreyn alueella vieraileville potilaille on jo istutettu DBS-järjestelmä (kuten Activa PC/PC+S (Medtronic) tai Abbot/St Jude -laite). Tutkijat hyödyntävät nykyisten AASM-ohjeiden sääntöjä, teknologioita ja menetelmiä manuaaliseen ja automatisoituun unen pisteytykseen käyttämällä päänahan standardipolysomnografiaa sekä uusia menetelmiä, joita olemme aiemmin kehittäneet unen pisteytykseen käyttämällä kallonsisäistä elektrofysiologiaa. Jotta vältetään elektrofysiologian monitorointivahvistimien kontaminaatio stimulaatioprotokollalla, käytetään bipolaarisen stimulaation ja näytteenotto-stimulaatiotaajuuden vuorovaikutuksen yhdistelmää. Käytämme esimerkiksi Activa PC+S -työstä saatua taitotietoa sijoittaaksemme kaikki jäännösartefaktit vähän fysiologisesti kiinnostaville kaistoille (DC, 50/60 Hz jne.). Alustava arvio vahvistimen suorituskyvystä antaa varmuuden siitä, että pystymme säilyttämään univaiheen tarkkuuden kokeidemme aikana.

Häiriöihin käytetään CE-merkittyä kliinikon ohjelmoijaa (etenkin avoimen silmukan vaiheessa) tai sen tutkimusvarianttia. Tässä tutkimuksessa korkea taajuus (HF) määritellään stimulaatioalueella 41 Hz - 250 Hz, kun taas matalataajuus (LF) määritellään 2 - 40 Hz:ksi. Kaikki häiriöt ovat DBS-potilaille käytetyn ja hyväksytyn kliinisen alueen sisällä. Unen laadun ja tehokkuuden subjektiivisten ja objektiivisten mittausten yhdistelmää käytetään mahdollisten unihäiriöiden vaikutusten mittaamiseen.

Seuraavat objektiiviset mittarit johdetaan visuaalisesta/manuaalisesta polysomnografiasta (kultastandardi) ja automatisoidusta algoritmista univaiheesta:

1. Nukkumisaika yhteensä.
2. Unijaksojen lukumäärä (ei-nopean silmäliikkeen (NREM) ja nopean silmän liikkeen (REM) unen vaihdot).
3. Ensimmäinen uni ja REM-latenssit (aika tutkimuksen alusta ensimmäiseen unen vaiheeseen ja unen alusta ensimmäiseen REM-univaiheeseen).
4. N1-, N2-, N3- ja REM-vaiheiden kesto sekä NREM-vaiheiden kesto (N1,N2,N3-vaiheiden summa).
5. Unen tehokkuus (100* kokonaisuniaika/sängyssäoloaika).
6. Herätysten määrä yön aikana, mukaan lukien heräämiset per tunti ja hereillä vietetyn ajan kesto ensimmäisen unen alkamisen jälkeen (eli herääminen nukahtamisen jälkeen)
7. Apnea-hypopnea ja hengityshäiriöindeksit (hengityksen pysähtymis- tai heikkenemisjaksojen esiintymistiheys ja hengityksen kiihotteet tunnissa)
8. Jaksottaiset raajan liikeindeksit (säännöllisten jalkojen unen liikkeiden taajuus tunnissa)

9. Kiihottumisen mittaus unen aikana

   1. käyttäytymiseen liittyvät makrotilan havainnot, kuten silmien avaaminen tai räpyttäminen, joita voidaan arvioida videotallenteissa
   2. mikroherätyshavainnot, jotka määritellään yksinomaan aivokuoren nopeilla taajuussiirtymillä (eli >14 Hz:n rytmeillä), jotka kestävät vähintään 3 sekuntia, joko lisättyjen autonomisten takykardian mittausten kanssa tai ilman.
   3. Univaiheen spesifisen EEG:n spektrikoostumus 0,25–32 Hz:n taajuusalueella Sylkinäytteet kortisolin heräämistason karakterisoimiseksi otetaan Surreyn unitutkimuskeskuksessa jokaisen yön lopussa.

Kyselylomakkeita annetaan alla luetelluille potilaille (kaikki eivät välttämättömiä):

Ilmoittautumisen yhteydessä/ennen osallistujan vierailua:

• Pittsburghin unen laatuindeksi (PSQI) (Buysse et al 1989)
• Movement Disorder Societyn tukema yhtenäisen Parkinsonin taudin arviointiasteikon (MDS-UPDRS) tarkistus (viimeisin muutos 2019, alkuperäinen artikkeli Goetz et al 2008)
• Parkinsonin taudin uniasteikko (PDSS) (Trenkwalder et al. 2011)
• Potilaan unipäiväkirja (nukkumaanmenoaika, heräämisaika, heräämiset/unihäiriöt, koettu unenlaatu)

Vierailujen aikana Surreyn unitutkimuskeskuksessa:

• Karolinska Sleepiness Scale (KSS) (Akerstedt ja Gillberg, 1990)
• Samn Perellin väsymisasteikko (Samn ja Perelli, 1982)
• Profile of Mood States Scale (POMS) (McNair, Lorr ja Doppleman, 1971)

Kognitiivisen suorituskyvyn kannalta olennaisten tietojen keräämisen osalta keskitymme unen inertian arviointeihin, jotka mitataan alla luetelluilla tehtävillä arvioituilla suoritusominaisuuksilla:

• Numerosymbolien korvaustesti (DSST) (kuten Boyle et al. 2012)
• Psychomotor Vigilance Task (PVT) (kuten Santhi et al. 2013)
• N-back -tehtävä (Santhi et al. 2013)
• Karolinskan uneliaisuustesti (KDT) (Akerstedt ja Gillbert, 1990)