Stimolazione cerebrale profonda a circuito chiuso per il dolore cronico refrattario

Una vasta gamma di sindromi dolorose croniche è refrattaria a quasi tutti i trattamenti, ma comporta un'attività patologica in regioni cerebrali simili. Ciò suggerisce il potenziale terapeutico della stimolazione cerebrale profonda (DBS) per i disturbi del dolore refrattario, ma nonostante le promesse iniziali, manca l'efficacia a lungo termine. Gli attuali dispositivi DBS hanno una portata anatomica limitata e prendono di mira solo un sottoinsieme delle regioni cerebrali distinte note per essere importanti. Inoltre, la terapia DBS viene applicata senza mezzi termini in modo continuo "a ciclo aperto", indipendentemente dalla fisiologia sottostante. Come risultato di queste carenze, la DBS per il dolore è spesso inefficace o mostra un effetto ridotto nel tempo. La perdita dell'effetto terapeutico può essere dovuta all'adattamento del sistema nervoso o all'incapacità della stimolazione di adattarsi alle dinamiche specifiche del paziente nell'elaborazione del dolore. La DBS potrebbe essere significativamente migliorata cercando bersagli cerebrali ottimizzati individualmente o utilizzando biomarcatori neurali del dolore per controllare selettivamente la stimolazione quando è necessaria (DBS a "circuito chiuso"). Obiettivi cerebrali migliori affronterebbero anche le diverse dimensioni del dolore come quella somatosensoriale (posizione, intensità e durata), affettiva (umore e motivazione) e cognitiva (attenzione e memoria). L'obiettivo principale di questo studio è testare la fattibilità del targeting personalizzato delle regioni cerebrali che supportano molteplici dimensioni del dolore e sviluppare una nuova tecnologia per la DBS "a circuito chiuso" per il dolore. Il team di studio svilupperà algoritmi di controllo della stimolazione basati sui dati per il trattamento del dolore cronico utilizzando un nuovo dispositivo (Medtronic Summit RC+S) che consente la registrazione del segnale intracranico longitudinale in un ambiente ambulatoriale. Costruendo questa tecnologia in un dispositivo impiantato, la DBS per il dolore cronico è adattata a ciascun paziente e farà progredire i metodi di precisione per la DBS più in generale.

A partire da un periodo di prova ospedaliero, i soggetti con varie sindromi dolorose croniche refrattarie saranno sottoposti a impianto chirurgico bilaterale di elettrodi temporanei nel talamo, nel cingolo anteriore, nella corteccia prefrontale, nell'insula e nell'amigdala. Queste regioni sono state implicate nelle molteplici dimensioni del dolore. L'obiettivo del periodo di prova è identificare i biomarcatori del dolore candidati e i parametri di stimolazione ottimali per ciascun individuo e selezionare i soggetti che mostrano la probabilità di beneficiare della sperimentazione. Un sottogruppo di 6 di questi pazienti procederà quindi all'impianto cronico di un massimo di 3 regioni cerebrali "ottimali" per la registrazione e la stimolazione a lungo termine. I ricercatori convalideranno prima i biomarcatori degli stati di dolore basso e alto per definire i segnali neurali per la previsione del dolore negli individui (Obiettivo 1). Gli investigatori utilizzeranno quindi questi biomarcatori del dolore per sviluppare algoritmi personalizzati a circuito chiuso per DBS e testare la fattibilità dell'esecuzione di DBS a circuito chiuso per il dolore cronico in blocchi settimanali (Obiettivo 2). Infine, i ricercatori valuteranno l'efficacia degli algoritmi DBS a ciclo chiuso rispetto alla tradizionale DBS a ciclo aperto o sham in uno studio crossover in doppio cieco (Obiettivo 3) e misureranno i meccanismi di tolleranza DBS. Le nostre principali misure di esito saranno una combinazione di dolore, umore e punteggi funzionali insieme a test sensoriali quantitativi. Il completamento con successo di questo studio comporterebbe i primi algoritmi per prevedere le fluttuazioni in tempo reale negli stati di dolore cronico e lo sviluppo di una nuova terapia per le malattie attualmente non curabili.