Nuovi paradigmi di stimolazione cerebrale profonda per i disturbi del movimento

Il disegno sperimentale includerà procedure per affrontare ogni obiettivo specifico, con la maggior parte coinvolgendo un approccio all'interno dei soggetti che esamina l'effetto di diversi livelli di trattamento (ad esempio, nessuna terapia, DBS tradizionale, nuova DBS) sulla funzione neurologica, comprese le variabili dipendenti derivate da test di funzione motoria e cognitiva. Questo approccio si estenderà anche ai dati elettrofisiologici; dove l'effetto relativo di ciascun livello di trattamento sui ritmi cerebrali spontanei (ad es., potenza della banda beta e gamma a riposo) e correlati all'attività (ad es. latenza e ampiezza potenziale evocata o correlata all'evento) sarà quantificato per ciascun soggetto e ulteriormente aggregati per caratterizzare gli effetti a livello di gruppo (vedere l'analisi dei dati di seguito).

Prima dell'intervento chirurgico, i partecipanti saranno sottoposti a ulteriori procedure di imaging cerebrale al fine di caratterizzare la connettività anatomica e funzionale della regione del cervello da prendere di mira durante il posizionamento dell'elettrocatetere chirurgico e la corteccia cerebrale. I set di imaging aggiuntivi includeranno DTI e scansioni MRI funzionali in stato di riposo che aggiungeranno altri 30-45 minuti alla procedura di RM clinica preoperatoria standard di cura.

A seguito del posizionamento standard di cura degli elettrocateteri DBS all'interno della regione cerebrale mirata, l'accesso all'elettrocatetere per le attività correlate allo studio sarà ottenuto collegando un'estensione monouso all'estremità dell'elettrocatetere che viene posizionato sottocute, extracranialmente. L'estensione usa e getta verrà quindi collegata a un sito remoto rispetto a quello dell'intervento chirurgico per ridurre al minimo il rischio di contaminazione dell'hardware impiantato in modo permanente. L'apparecchiatura di registrazione verrà quindi collegata all'estensione esternalizzata, consentendo così la consegna di DBS correlata allo studio e la registrazione dei potenziali di campo locale (LFP) dalla regione cerebrale mirata.

Le attività relative allo studio inizieranno la terza mattina dopo l'intervento di DBS per consentire al paziente di riprendersi dalla procedura di impianto (l'inizio può essere ritardato se un ulteriore recupero è ritenuto giustificato attraverso la consultazione con il team di assistenza clinica). Si prevede che il test dello studio continuerà fino al giorno 9 post-impianto, con il secondo intervento di chirurgia implantare DBS standard di cura eseguito il giorno 10 post-impianto. Durante il periodo di esternalizzazione, i soggetti parteciperanno alle attività quotidiane di raccolta dati per un massimo di 8 ore al giorno, con attività legate allo studio svolte in brevi segmenti, suddivisi tra sessioni mattutine e pomeridiane. Una volta completato il test nello stato OFF del farmaco definito operativamente, i pazienti potranno assumere la dose abituale di farmaco e il test continuerà. Periodi di riposo frequenti saranno inclusi in ogni blocco di test per ridurre al minimo gli effetti della fatica e migliorare la qualità dei dati. Le registrazioni elettrofisiologiche possono anche essere eseguite quando il paziente non è in laboratorio, anche durante la notte durante il sonno, utilizzando apparecchiature di registrazione portatili e monitor di attività che assomigliano a un dispositivo fondina. Le registrazioni verranno effettuate utilizzando un sistema di elettrodi a cappuccio disponibile in commercio che viene posizionato temporaneamente durante ogni sessione sperimentale o utilizzando elettrodi a tazza standard fissati al cuoio capelluto utilizzando metodi standard (ad esempio, collodio o pasta per elettrodi). Se vengono utilizzati elettrodi al collodio, gli elettrodi al collodio rimarranno sul paziente per diversi giorni consecutivi fino alla durata del periodo di esternalizzazione. Verranno eseguiti controlli giornalieri per garantire l'integrità dell'interfaccia dell'elettrodo e gli elettrodi verranno nuovamente gelificati o riapplicati secondo necessità.

Le attività quotidiane relative allo studio all'interno del laboratorio includeranno 1) registrazioni spontanee effettuate con il paziente a riposo, 2) registrazioni sincronizzate di compiti motori e cognitivi e 3) potenziali evocati somatosensoriali e 4) potenziali evocati suscitati dalla stimolazione diretta del profondo regione bersaglio del cervello. Il primo giorno di test, può essere eseguita una revisione della soglia monopolare, simile a quella eseguita come parte della programmazione DBS clinica standard di cura. Ciò comporta un'attenta titolazione delle impostazioni della stimolazione elettrica erogata tramite il cavo DBS al fine di determinare le soglie per sensomotorio e altri effetti collaterali e contribuirà a stabilire i limiti superiori della stimolazione erogata come parte delle procedure sperimentali. Inoltre, questo processo sarà utilizzato per caratterizzare i benefici terapeutici derivati ​​dalla DBS. In tutti i casi, la stimolazione sarà limitata a un valore inferiore al limite di sicurezza della densità di carica approvato di 30 microcoulomb/cm2 per fase. In determinati giorni, ai pazienti può essere chiesto di arrivare al luogo del test dopo un digiuno notturno dai loro farmaci anti-PD per caratterizzare l'effetto dei farmaci dopaminergici sulle risposte sperimentali. Infine, gli orari giornalieri possono essere modificati in base all'affaticamento del paziente e a potenziali conflitti di programmazione (ad es., disponibilità di MRI o MEG) e il numero totale di giorni in cui il paziente è esternalizzato può essere ridotto a discrezione dell'équipe chirurgica, inclusa la necessità di ospitare la programmazione della sala operatoria.

Almeno sei mesi dopo l'intervento chirurgico, ai partecipanti verrà chiesto di tornare per un follow-up, visita di ricerca di circa 4 ore per valutare i risultati terapeutici. In particolare, ai pazienti verrà chiesto di tornare al laboratorio del campus principale dopo un digiuno notturno dai loro farmaci anti-parkinson. Durante quella visita, l'efficacia delle impostazioni di programmazione DBS standard del paziente (ovvero, le impostazioni impostate dal medico curante come parte della loro routine clinica post-operatoria) sarà valutata attraverso un punteggio in cieco utilizzando le sottoscale della MDS -Scala unificata di valutazione della malattia di Parkinson (MDS-UPDRS).