STN DBS:n vaikutukset kognitio- ja aivoverkkoihin PD-potilailla, jotka analysoitiin EEG:n ja fNIRS:n perusteella

Viime vuosina syvästä aivosähköstimulaatiosta (DBS) on tullut ensisijainen hoitomuoto kliinisten oireiden parantamiseksi Parkinsonin tautia (PD) sairastavilla potilailla, joilla on pääasiassa motorinen hidastuminen tavanomaisten lääkehoitolääkkeiden heikon lääkevaikutuksen jälkeen tai taudin etenemisen jälkeen. Aiemmat tutkimukset ovat kuitenkin olleet kiistanalaisia ​​​​tutkiessaan, edistääkö tai heikentääko DBS-STN kognitiivista toimintaa potilailla, joilla on PD. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että DBS voi vaikuttaa PD-potilaiden toimeenpanotoimintoihin ja että tietyt aivoalueet liittyvät läheisesti toimeenpanotoimintoihin. Tässä tutkimuksessa tutkijat käyttivät elektroenkefalografi-toiminnallista lähi-infrapunaspektroskopiaa (EEG-fNIRS) saadakseen koehenkilöiden aivoverkkoyhteyden ja tutkiakseen mahdollista suhdetta toimeenpanotoiminnan ja aivojen verkkoyhteyksien välillä Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla. Tutkia mahdollista aivoverkkoyhteyttä, joka vaikuttaa suoritukseen DBS-STN:ssä ja ennustaa leikkauksen jälkeistä toimeenpanotoimintoa PD-potilailla DBS:ssä.

Yksittäisten kognitiivisten alueiden vajaatoiminnasta yleisin on toimeenpanotoiminnan vajaatoiminta, joka on yli 70 % tapauksista, ja myös huomiokyvyn, työmuistin ja visuospatiaalisen kyvyn heikkeneminen on yleisempää. Heikentynyt toimeenpanotoiminto on PD-potilaiden tyypillisin kognitiivinen heikkeneminen, joka liittyy otsa-juovion silmukoiden eheyden häiriintymiseen, joka suunnittelee monenlaisia ​​toiminnallisia aivojen alueita, kuten otsalohkoa, parietaalilohkoa, cyngulate gyrus, thalamus, substantia nigra ja niin edelleen, ja se ilmenee kliinisesti heikentyneenä kognitiivisena joustavuutena, suunnittelussa, käsitteen muodostumisessa, työmuistissa ja oppimiskyvyssä. Johdon toimintahäiriöt voivat vaikuttaa vakavasti potilaiden sosiaaliseen käyttäytymiseen, etenkin suoritettaessa monimutkaisempia tehtäviä, jotka edellyttävät useiden vaiheiden yhdistämistä tietyssä järjestyksessä.

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että aivojen verkkoyhteydet tietyillä aivojen alueilla liittyvät läheisesti kognitiiviseen toimintaan, esimerkiksi toiminnallisiin MRI-veren hapetussignaaleihin perustuvia kliinisiä tutkimuksia on tehty, mutta sähkömagneettisten häiriöiden heikon immuniteetin vuoksi potilaat, joille on istutettu elektrodit. on oltava DBS pois päältä, jotta MRI voidaan tehdä. Huonosta antimotorisesta häiriöstä johtuen vain joitakin motorisia kuvia ja yksinkertaisia ​​sormen liikkeitä voidaan hankkia DBS-pois -tilassa toiminnallista magneettikuvausta varten, ja toiminnallinen MRI on ollut tärkeä ongelma, joka rajoittaa kognitiivista neurotieteen tutkimusta sen alhaisen ajallisen resoluution ja kyvyttömyytensä vuoksi. seurata reaaliajassa aivokuoren veren hapetussignaalien muutoksia tehtäväparadigmassa.

Siksi tässä tutkimuksessa on tarkoitus suunnitella monikeskus, prospektiivinen, satunnaistettu, rinnakkain kontrolloitu ekvipotentti kliininen tutkimus, jossa innovatiivisesti yhdistyy elektroenkefalografia (EEG) korkeaan aikaresoluutioon ja toiminnalliseen lähi-infrapunaspektroskopiaan (fNIRS) korkealla avaruudellisella resoluutiolla aivokuoren hapetuksen seuraamiseksi. signaalit reaaliajassa, jotta aivojen elektrofysiologiset ja veren hapetussignaalit voidaan hankkia reaaliajassa toimeenpanotoiminnan testin aikana (Stroop/TMT). Kognitiivisten toimintojen reaaliaikainen mittaus ja arviointi hankkimalla synkronisesti aivoissa tapahtuvia sähköfysiologisia ja hapetussignalointimuutoksia potilaan suorittaessa toimeenpanotoimintotestiä (Stroop/TMT) ja hankkimalla reaaliaikaisia ​​EEG-fNIRS-aivoverkkotietoja toimeenpanotoiminnon aikana. testi on aina ollut korkeamman asteen kognitiivisten toimintojen tutkimuksen ala. Tässä tutkimuksessa selvitettiin PD-potilaiden toimeenpanotoiminnan heikkenemisen mekanismeja ja sitä, vaikuttaako DBS-STN toimeenpanotoiminnan aivojen verkkomekanismeihin. Sen toivotaan (1) kvantifioivan kognitiivisia toimintoja ja mahdollisia kognitiivisten toimintojen suuntauksia PD-potilailla EEG-fNIRS-tekniikalla, (2) selittää, onko toimeenpanotoiminnassa eroja aivojen toiminnallisen verkkoyhteyden tasolla kirurgisen ja konservatiivisen hoidon välillä ja onko eroilla vuorovaikutusvaikutuksia hoidon keston ja hoitomuotojen kanssa sekä analysoida niiden yksinkertaisia ​​vaikutuksia, (3) Minimoida lyhytaikaisten oppimisvaikutusten keinotekoiset sekaannukset ja aikaisemmat neurokognitiiviset psykokäyttäytymistestit tuntevat testaajat, (4) ) Tutkia DBS:n mekanismia aivokuoren verkostojen muutoksissa PD-potilailla, välttää tai vähentää leikkauksen häiriöitä kognitiivisiin toimintoihin ja tarjota teoreettinen perusta henkilökohtaisten leikkaussuunnitelmien hoitamiselle.

Tässä tutkimuksessa tutkijat suunnittelivat monikeskuksen, prospektiivisen, satunnaistetun, rinnakkain kontrolloidun kliinisen tutkimuksen. Yhteensä 80 potilasta jaettiin satunnaisesti DBS-STN-ryhmään. DBS-hoitoryhmä ja ei-DBS-hoitoryhmä saivat rutiininomaisesti DBS:n päälle kuukauden kuluttua leikkauksesta. Konservatiivinen hoito rutiininomaisesti oraalisilla lääkkeillä ja tiedot potilaiden aivotoiminnasta kerättiin samanaikaisella EEG-fNIRS-bimodaalisella tekniikalla yhdistettynä kognitiiviseen testaukseen (Stroop/TMT) lähtötilanteessa, 1 kuukausi DBS:n jälkeen (DBS-on) ja klo. 6 kuukautta/12 kuukautta DBS:n jälkeen.