Manipolazione e ottimizzazione dei ritmi cerebrali per il miglioramento del sonno (MORPHEUS)

Si tratta di uno studio di fattibilità che si svolgerà in due sedi del Regno Unito: il John Radcliffe Hospital (Oxford) e il Surrey Sleep Research Centre, Università del Surrey. L'identificazione, il consenso e lo screening dei pazienti si svolgeranno a Oxford e le valutazioni del sonno si svolgeranno nel Surrey. Uno studio parallelo sarà condotto anche presso siti statunitensi (Mayo Clinic, Rochester MA e UCSF, CA) con lo stesso finanziamento, ma questo sarà rivisto dal loro IRB locale. I dati resi anonimi possono essere condivisi tra i siti a fini di analisi. Ciò avverrà in modo sicuro in modo crittografato mentre i partecipanti ne saranno pienamente consapevoli.

I partecipanti saranno identificati durante le loro visite cliniche di routine con il team di neurochirurgia funzionale (John Radcliffe Hospital) e invitati a partecipare allo studio. Lo screening dei potenziali partecipanti interessati terrà conto dei dati della valutazione preoperatoria. Il test seguirà (entro un periodo variabile dallo screening, ma entro la suddetta tempistica dello studio), nel corso di due visite al Surrey Sleep Research Centre, ciascuna composta da due notti. La durata massima tra il consenso e la prima visita di studio sarà di tre mesi, mentre ci sarà un minimo di due settimane tra ogni visita di studio per consentire analisi preliminari. Il consenso informato e le registrazioni del sonno di base saranno ottenuti durante la prima notte della prima visita nel Surrey, con le notti rimanenti costituite da prove di stimolazione. Verranno raccolti questionari, test di vigilanza diurna, parametri autonomici e livelli di cortisolo. In questa fase non è previsto alcun follow-up a lungo termine.

Per quanto riguarda i processi di raccolta dei dati, la popolazione di pazienti che visitano il sito del Surrey sarà già stata impiantata con un sistema DBS (come un Activa PC/PC+S (Medtronic) o un dispositivo Abbot/St Jude). I ricercatori sfrutteranno le regole delle attuali linee guida, tecnologie e metodi dell'AASM per il punteggio del sonno manuale e automatizzato utilizzando la polisonnografia standard del cuoio capelluto, nonché nuovi metodi precedentemente sviluppati per il punteggio del sonno utilizzando l'elettrofisiologia intracranica. Per evitare la contaminazione degli amplificatori di monitoraggio elettrofisiologico da parte del protocollo di stimolazione, verrà utilizzata una combinazione di stimolazione bipolare e interazioni di frequenza di campionamento-stimolazione. Ad esempio, applicheremo il know-how del lavoro di Activa PC+S per collocare eventuali artefatti residui in bande di scarso interesse fisiologico (DC, 50/60Hz, ecc.). Una valutazione preliminare delle prestazioni dell'amplificatore fornirà la garanzia che saremo in grado di mantenere l'accuratezza della stadiazione del sonno nel corso dei nostri esperimenti.

Per le perturbazioni, verrà utilizzato il programmatore clinico con marchio CE (soprattutto nella fase open-loop) o una sua variante di ricerca. In questo studio, l'alta frequenza (HF) è specificata in un intervallo di stimolazione da 41Hz a 250Hz, mentre la bassa frequenza (LF) sarà definita come 2-40Hz. Tutte le perturbazioni rientreranno nell'intervallo clinico utilizzato e approvato per i pazienti con DBS. Verrà utilizzata una combinazione di misurazioni soggettive e oggettive della qualità e dell'efficienza del sonno per misurare l'impatto di eventuali perturbazioni del sonno.

Le seguenti metriche oggettive saranno derivate dalla polisonnografia visiva/manuale (gold standard) e dall'algoritmo automatizzato di stadiazione del sonno:

1. Tempo di sonno totale.
2. Numero di cicli di sonno (passaggio di movimento oculare non rapido (NREM) e movimento oculare rapido (REM)).
3. Sonno iniziale e latenze REM (tempo dall'inizio dello studio al primo stadio del sonno e dall'inizio del sonno al primo inizio del sonno REM).
4. Durata delle fasi N1, N2, N3 e REM e durata delle fasi NREM (somma di N1, N2, N3).
5. Efficienza del sonno (100*tempo totale di sonno/tempo a letto).
6. Numero di risvegli durante la notte, inclusi risvegli all'ora e durata del tempo trascorso svegli dopo l'inizio del sonno iniziale (ovvero, veglia dopo l'inizio del sonno)
7. Indici di apnea-ipopnea e disturbi respiratori (frequenza di arresti o episodi respiratori ridotti e risvegli respiratori per ora)
8. Indici di movimento periodico degli arti (la frequenza dei movimenti periodici delle gambe durante il sonno all'ora)

9. Misure di eccitazione durante il sonno

   1. osservazioni di macrostati comportamentali come l'apertura degli occhi o il battito delle palpebre che possono essere valutate nelle registrazioni video
   2. osservazioni di microarousal definite esclusivamente da rapidi spostamenti di frequenza corticale (ossia, ritmi >14 Hz) della durata di 3 secondi o più, con o senza misure autonomiche aggiuntive di tachicardia.
   3. Composizione spettrale dell'EEG specifico della fase del sonno nell'intervallo di frequenza 0,25-32 Hz. I campioni salivari per caratterizzare i livelli di cortisolo al risveglio saranno ottenuti nel Surrey Sleep Research Center alla fine di ogni notte.

Ai pazienti verranno somministrati questionari come quelli elencati di seguito (non tutti necessari):

Al momento dell'iscrizione/prima della visita del partecipante:

• Indice di qualità del sonno di Pittsburgh (PSQI) (Buysse et al 1989)
• Revisione sponsorizzata dalla Movement Disorder Society of the Unified Parkinson's Disease Rating Scale (MDS-UPDRS) (ultimo emendamento 2019, articolo originale Goetz et al 2008)
• Scala del sonno per la malattia di Parkinson (PDSS) (Trenkwalder et al. 2011)
• Diario del sonno del paziente (ora di coricarsi, ora del risveglio, risvegli/disturbi del sonno, qualità del sonno percepita)

Durante le visite al Surrey Sleep Research Centre:

• Karolinska Sleepiness Scale (KSS) (Akerstedt e Gillberg, 1990)
• Scala della fatica di Samn Perelli (Samn e Perelli, 1982)
• Profilo della scala degli stati dell'umore (POMS) (McNair, Lorr e Doppleman, 1971)

Per quanto riguarda la raccolta di dati relativi alle prestazioni cognitive, ci concentreremo sulle valutazioni dell'inerzia del sonno misurate dalle caratteristiche prestazionali valutate dai compiti elencati di seguito:

• Digit Symbol Substitution Test (DSST) (come in Boyle et al. 2012)
• Compito di vigilanza psicomotoria (PVT) (come in Santhi et al. 2013)
• Compito N-back (Santhi et al. 2013)
• Karolinska Sonnolenza Test (KDT) (Akerstedt e Gillbert, 1990)